UniCa UniCa News Notizie Il raro decadimento di una particella: evento di rilievo assoluto per i fisici con Francesco Dettori nel team di ricerca

Il raro decadimento di una particella: evento di rilievo assoluto per i fisici con Francesco Dettori nel team di ricerca

Tra i “misuratori” anche il docente dell’Università di Cagliari. La scoperta, con impatti nell’astrofisica e conferme per le ricerche nella fisica di base, è stata presentata al seminario del Cern e in concomitanza con la conferenza internazionale Moriond
24 marzo 2021
Una fase dei lavori di misurazione

Ulteriore occasione di accreditamento e visibilità internazionale per i fisici dell'ateneo di Cagliari

Mario Frongia

La fisica che spiega e sviluppa conoscenza. Martedì scorso, la comunità scientifica internazionale, connessa da remoto, ha applaudito l’esposizione di un evento definito particolare per gli specialisti: “Il risultato della misura di un decadimento, cosiddetto "raro", di una particella, ritenuto particolarmente importante nel campo della fisica delle particelle”. Francesco Dettori, docente del Dipartimento di fisica dell’Università di Cagliari, è tra gli autori della misura. La ricerca trova applicazioni in svariati settori dello scibile, dall’astrofisica alle conferme per la fisica di base: “Ci aiuta a comprendere i vari modi e le dinamiche di ricerca di eventi ultrarari rispetto a un fondo enorme con ampie possibilità investigative” spiega il professor Dettori. Dagli scienziati partecipanti al consesso, che fa capo al seminario curato dal Cern di Ginevra e alla conferenza internazionale Moriond, che abitualmente si tiene a La Thuile, un applauso convinto anche per gli specialisti dell’ateneo del capoluogo.

Francesco Dettori al Cern di Ginevra
Francesco Dettori al Cern di Ginevra

Particelle che sopravvivono solo a un milionesimo di milionesimo di secondo

“La collaborazione scientifica Lhcb ha riportato importanti risultati sui decadimenti rari dei mesoni Bs. Lhcb è uno dei quattro grandi esperimenti del Large hadron collider (Lhc), l’acceleratore di particelle del Cern di Ginevra. I mesoni Bs sono particelle composte da due quark, simili a quelli nei protoni di cui siamo fatti, ma più pesanti. Queste particelle sopravvivono solo un milionesimo di milionesimo di secondo una volta prodotte nelle collisioni tra protoni ad altissima energia al Lhc, e decadono in ulteriori particelle. In particolare, il decadimento del mesone Bs in due muoni, che sono degli elettroni pesanti, è stato osservato e misurato con alta precisione. La probabilità di questo decadimento è solamente di tre volte su un miliardo, ed è possibile osservarlo grazie al milione di milioni di mesoni Bs prodotti ogni anno al Lhc” spiega Biagio Saitta, ordinario di Fisica delle particelle elementari e già preside della facoltà di Scienze dell’Università di Cagliari.

Biagio Saitta
Biagio Saitta

Il viaggio della ricerca ultrasofisticata tra materia e antimateria

“Il Modello standard delle particelle elementari, la teoria di base che ne spiega il comportamento, prevede - aggiunge il professor Dettori - questa probabilità con bassissima incertezza. Tuttavia, tante teorie diversa da questa e che potrebbero spiegare alcuni fenomeni non compresi dell’universo, come lo sbilanciamento tra materia e antimateria, prevedono probabilità significativamente diverse, anche centinaia di volte più grandi o più piccole. Misurare queste quantità è quindi importantissimo, perché permette di testare la nostra comprensione più profonda dei costituenti della materia, e dell’universo. Questa probabilità di decadimento è stata misurata con una precisione del 15 per cento, osservando più di cento di questi decadimenti, e il suo valore è stato trovato in accordo con quello predetto dal Modello standard, confermandone ancora una volta la validità. Questa nuova misura permette quindi di limitare alcuni nuove ipotesi di interazioni fino ad altissime energie e di scoprire quindi come non possono essere fatte queste interazioni per soddisfare queste misure di precisione”.

Monserrato (CA). una vediuta del Dipartimento di fisica
Monserrato (CA). una vediuta del Dipartimento di fisica

Uno step di pregio assoluto per i fisici dei cinque continenti

“Questa misura costituisce il culmine di un lavoro di analisi dei dati durato dieci anni, dalle prime collisioni nel 2010 ad oggi, che ha portato a varie pubblicazioni su riviste internazionali e che ora vede l’intero campione di dati analizzato. L’esperimento Lhcb è attualmente fermo per un “upgrade” all’acceleratore e al rivelatore stesso e riprenderà a prendere dati nel 2022 in collisioni con energia e intensità maggiore” rimarca Francesco Dettori. Lo specialista, con ricercatori dell’Università e della sezione Infn di Cagliari, fa parte del gruppo di analisi che ha condotto queste misure fin dal via. Laureatosi in ateneo, rientrato di recente in Cittadella universitaria a Monserrato dopo esperienze in Olanda, al Cern e all'Università di Liverpool, ha contribuito in maniera significativa in varie parti di questa analisi nelle sue varie iterazioni, dalla sua progettazione fino alla combinazione con altri esperimenti. Il gruppo di Cagliari collabora con Lhcb sin dalle fasi di concepimento dell’esperimento alla fine degli anni ’90 e ha avuto un ruolo importante nella realizzazione del sistema di identificazione dei muoni di Lhcb: “Abbiamo costruito parte dei rivelatori, fondamentali per questa misura, e la loro elettronica. E agiamo da attore principale nelle fasi di funzionamento e di analisi dati”.

Informazioni su

http://lhcb-public.web.cern.ch/

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