L'universo e' imperfetto: asimmetria tra materia e antimateria

LHCb

Neanche l'universo è perfetto. Lo rivela un nuovo esperimento condotto al Cern di Ginevra, a cui ha partecipato anche un gruppo di fisici italiani dell'Infn. Secondo i ricercatori, alcune particelle "gemelle" si sono scomposte in forme diverse, ma in realtà avrebbero dovuto mantenere la propria uguaglianza anche in questa trasformazione.

L'esperimento LHCb dell’acceleratore di particelle Large Hadron Collider, nel cuore del Cern, ha permesso di osservare questo comportamento in un particolare tipo di particelle, i mesoni Bs, composti da un cosiddetto quark “bello” (beauty) e da un quark “strano” (strange). Per la prima volta, l’esperimento LHCb è riuscito ad osservare una differenza di comportamento tra i decadimenti dei mesoni Bs e delle loro particelle gemelle (ma con cariche opposte) di antimateria, i mesoni anti-Bs.

La scoperta è importante per un motivo ben preciso. Il mondo che conosciamo è composto di materia, ma non c'è una prova altrettanto chiara della presenza dell'antimateria, nonostante la fisica teorica dica che l’Universo, immediatamente dopo il Big Bang, doveva essere costituito da uguali quantità di materia e antimateria.

La scomparsa dell'antimateria è dunque uno di misteri irrisolti della fisica. Tuttavia, grazie alle collisioni realizzate all'interno dell'LHC, oggi è possibile produrre quotidianamente migliaia di miliardi di particelle di antimateria e studiarne con precisione il loro comportamento, confrontandolo con quello delle gemelle di materia. "Se particelle e antiparticelle avessero proprietà esattamente speculari - nel gergo tecnico dei fisici: se la simmetria CP fosse esattamente conservata - non vi sarebbe motivazione apparente per giustificare la scomparsa dell’antimateria dall’Universo. Senonché negli esperimenti si osservano piccole asimmetrie di comportamento tra materia e antimateria" spiega l'Inf.

Ricostruendo un campione di circa 1065 decadimenti di questi mesoni, l'LHCb ha rivelato che in 676 casi i mesoni anti-Bs scompaiono, decadono, producendo una coppia di mesoni e pioni, rispettivamente carichi positivamente e negativamente. Ci si aspettava che i mesoni Bs di materia ordinaria producessero anche loro un numero uguale di decadimenti identici (con cariche invertite). Invece è accaduto solo in 389 casi, dicono gli scienziati.

"L’entità di questa asimmetria di comportamento è molto grande - ha detto Vincenzo Vagnoni dell’Infn di Bologna e uno dei firmatari dell’articolo - e la misura effettuata da LHCb apre un nuovo settore d’indagine che potrà portare, con l’aumento della precisione statistica, una migliore comprensione dei fenomeni alla base della violazione della simmetria CP, e possibilmente alla scoperta di nuovi effetti che possano finalmente spiegare il mistero della scomparsa di antimateria dal nostro Universo".

Francesca Mancuso

Leggi anche:

- Lhc: la rincorsa del Cern per spiegare il Bosone di Higgs

- Cern: l'Lhc si ferma fino al 2015 per tornare più potente

- La misteriosa particella è il Bosone di Higgs: la conferma del Cern

- Antimateria, per Ams il cosmo ne è pieno

Pin It

Cerca