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Una delle più affermate teorie ancora non dimostrate della fisica è ufficialmente in crisi dopo che un esperimento nell’acceleratore di particelle LHC al Cern di Ginevra ha prodotto un risultato diverso da quello atteso nel caso in cui la teoria nota come “supersimmetria” fosse corretta. Nello specifico, a essere stato osservato è un rarissimo decadimento del mesone Bs – un particolare tipo di mesone B (una particella instabile composta da un quark e un antiquark) che solo ogni 3 volte su un miliardo decade in due muoni. Questa frequenza così bassa rientra nel cosiddetto Modello Standard, il quadro concettuale della fisica delle particelle finora dimostratosi corretto in tutte le sue verifiche sperimentali – ivi inclusa la recente scoperta del bosone di Higgs. Se invece quelle stranezze non ancora spiegate dal Modello Standard fossero imputabili all’esistenza di particelle supersimmetriche, previste dalla teoria ma non ancora osservate, il decadimento di un mesone Bs in due muoni avverrebbe con frequenza significativamente maggiore.

European Organization for Nuclear Resear

Cattive notizie dal mesone B – La comunicazione dei risultati di questo esperimento, noto come LHCb, che consiste appunto nella produzione di miliardi di mesoni Bs nell’anello del potente acceleratore di particelle ginevrino, è avvenuta nel corso dell’Hadron Collider Physics Symposium (HCP2012) a Kyoto, dove il team di LHCb ha mostrato i dati alla comunità di fisici riunitisi per fare il punto sugli esperimenti in corso nell’acceleratore. Le verifiche sulle asimmetrie nel decadimento del mesone B sono state fino a oggi considerate il miglior banco di prova per testare sperimentalmente la teoria della supersimmetria. Tali asimmetrie potrebbero infatti essere spiegate facendo ricorso all’interazione tra i mesoni B e alcune particelle supersimmetriche proposte dai fisici. Le particelle supersimmetriche sono i partner “pesanti” delle particelle del Modello Standard, cioè quelle finora osservate in natura o negli acceleratori di particelle. Secondo questa teoria matematicamente elegante – ogni teoria che prevede una simmetria nel mondo della natura fa letteralmente entusiasmare i matematici – ciascuna particella nota avrebbe un suo gemello, un partner con le stesse proprietà elettriche e nucleari ma più pesante (la “pesantezza” di una particella si misura in multipli di elettronvolt, in base al fatto che l’energia può essere tradotta in massa secondo l’equazione di Einstein E=MC2). In tal modo le due grandi famiglie di particelle – fermioni e bosoni – si dimostrerebbero due facce della stessa medaglia.

La supersimmetria forse non è morta ma questi ultimi risultati l’hanno certamente portata all’ospedale.

Chris Parke
"La caccia è ancora aperta" – In realtà già da un po’ nella comunità dei fisici teorici cresce il disagio provocato dalla mancata produzione di prove a favore della supersimmetria nell’LHC. Al simposio dell’anno precedente a Mumbai, in India, qualcuno aveva già annunciato il “de profundis” per la supersimmetria, ma la maggior parte dei fisici aveva respinto al mittente le partecipazioni funebri. Ora che i primi dati vanno nella direzione già anticipata l’anno precedente, per Chris Parke, portavoce per la partecipazione britannica all’esperimento LHCb, “la supersimmetria forse non è morta ma questi ultimi risultati l’hanno certamente portata all’ospedale”. Più cauto Pierluigi Campana, portavoce italiano dell’esperimento: “L’evidenza sperimentale di questo decadimento, ottenuta per la prima volta a LHCb anche se con un errore sperimentale per ora piuttosto ampio, ci indica che probabilmente dobbiamo continuare a cercare gli effetti della supersimmetria da qualche altra parte”, dichiara in un comunicato stampa diffuso dall’INFN, concludendo: “La caccia è ancora aperta”.

Attesa per AMS-02 – Oltre a LHC, infatti, anche un altro grande esperimento cerca prove della supersimmetria. È AMS-02, ormeggiato alla Stazione Spaziale Internazionale in orbita intorno alla Terra. Poiché la teoria supersimmetrica è considerata la migliore candidata per spiegare di cosa è fatta la materia oscura, quella significativa percentuale di materia che c’è (perché la sua massa provoca evidenti effetti gravitazionali) ma non si vede (perché non emette radiazione elettromagnetica), AMS-02 spera di riuscire a raccogliere tracce di particelle supersimmetriche nello spazio attraverso i suoi rilevatori. Al momento non sono stati ancora resi noti i primi dati prodotti dall’esperimento, avviato l’anno scorso, ma al simposio internazionale sulla fisica spaziale tenuto qualche giorno fa al Cern di Ginevra il principal investigator di AMS-02 Samuel C.C. Ting ha annunciato l’imminente pubblicazione dei primi risultati. Se la supersimmetria si rivelasse errata, non solo si dovrà cercare altrove per spiegare il mistero della materia oscura, ma anche la stessa teoria delle stringhe, che presuppone al suo interno la supersimmetria, dovrebbe essere seriamente riconsiderata.