Si stringe il cerchio attorno al Santo Graal della fisica

Si stringe sempre più il cerchio attorno ad un fenomeno che è una sorta di Santo Graal per la fisica delle particelle, e che potrebbe essere la chiave di accesso per una nuova fisica. La collaborazione scientifica dell’esperimento Meg II, che riunisce più di 50 ricercatori provenienti da Italia, Giappone, Russia, Svizzera e Stati Uniti e della quale fa parte anche l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ha presentato i primi risultati ottenuti dall’analisi dei dati raccolti nel 2021: non c’è ancora alcun segnale del fenomeno, ma grazie a ciò è stato possibile fissare un limite superiore alla probabilità di questo processo, il più stringente attualmente disponibile al mondo. I risultati sono stati pubblicati sulla piattaforma arXiv, che accoglie studi non ancora sottoposti all'esame della comunità scientifica.

L’esperimento Meg II, ospitato nell’Istituto svizzero Paul Scherrer, tenta di osservare un muone, il cugino pesante dell’elettrone, mentre si trasforma in un positrone (l’antiparticella dell’elettrone) e un fotone (la particella della luce). Da molti anni, infatti, questo processo viene cercato in diversi esperimenti, finora senza successo. Il Modello Standard della fisica delle particelle, l’attuale teoria che spiega le interazioni fondamentali della natura, dice che questo fenomeno è possibile, ma con una probabilità estremamente bassa: pertanto, l’osservazione del decadimento del muone sarebbe un segnale che apre ad una fisica che va oltre il Modello Standard.

Nell’esperimento Meg II, fino a 50 milioni di muoni vengono fatti scontrare ogni secondo con un bersaglio, mentre rivelatori all’avanguardia cercano di rintracciare le particelle prodotte da questi scontri: un rivelatore gassoso ultraleggero e una serie di mattonelle di plastica scintillante vengono utilizzate per ricostruire la traiettoria e il tempo di volo del positrone, mentre per i fotoni viene usato un cosiddetto scintillatore (un materiale capace di emettere impulsi di luce) formato da 900 litri di xenon liquido.