I fisici che lavorano al rivelatore LHCb al Large Hadron Collider hanno trovato indizi di un fenomeno che non può essere spiegato nell'ambito della fisica moderna: il Modello standard, che descrive le proprietà di tutte le particelle conosciute.
A marzo, un gruppo di scienziati ha pubblicato dati che mostrano che i quark magici (quark b) decadono in muoni il 15% meno spesso che in particelle correlate ai muoni: gli elettroni. Ciò non può essere spiegato dal Modello Standard, che prevede solo una discrepanza tra il muone e l'elettrone, che è 200 volte più leggero del suo "gemello". In altre parole, i quark magici devono decadere in muoni ed elettroni con la stessa frequenza. Tuttavia, in quel momento la differenza tra i dati sperimentali e il Modello Standard era di tre sigma, o tre deviazioni standard, che nella fisica delle particelle non è sufficiente per giudicare in modo definitivo una scoperta.
Affinché i fisici possano parlare dell'esistenza di una forza sconosciuta che interferisce con il decadimento dei quark b in muoni, è necessario ottenere un risultato di cinque sigma, quando la probabilità che la differenza sia dovuta al caso sarà minore di uno su un milione. Anche se il nuovo studio non è riuscito a raggiungere questo traguardo, gli scienziati hanno osservato lo stesso fenomeno: i quark magici sono decaduti in muoni il 30% meno spesso di quanto sono decaduti in elettroni. La differenza tra teoria ed esperimento era di circa due deviazioni standard, o circa due sigma. In altre parole, la probabilità di errore statistico è di poco superiore al 2%.
Secondo gli scienziati, la messa in servizio del rilevatore LHCb modernizzato aiuterà a confermare o confutare questi dati, che dovranno raccogliere dati aggiuntivi e fornire statistiche aggiuntive.
Sebbene il Modello standard abbia superato tutti i test sperimentali fino ad oggi, gli scienziati sanno che è incompleto. Non include l'interazione gravitazionale e non descrive le particelle che potrebbero spiegare l'esistenza della materia oscura, che esercita l'influenza osservata sulla materia ordinaria nell'universo. Recentemente, si sono accumulati sempre più dati sulla Nuova Fisica al di fuori del Modello Standard, ma finora gli scienziati non hanno trovato prove chiare della sua esistenza.
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