[as] in primo piano

Lo specchio dell’universo rivela una nuova imperfezione. Alcune particelle gemelle si sono scomposte in forme diverse, mentre avrebbero dovuto mantenere la propria uguaglianza anche in questa trasformazione. Il fenomeno è stato osservato da un gruppo di scienziati, con una vasta partecipazione di fisici dell’Infn, all’esperimento Lhcb dell’acceleratore di particelle Large Hadron Collider al Cern di Ginevra, diretto da Pierluigi Campana. Lo studio, che viene pubblicato su Physics Review Letter, ha osservato questo comportamento in un tipo di particelle chiamato mesoni B_s, composti da un cosiddetto quark “bello” (beauty) e da un quark “strano” (strange). Per la prima volta, l’esperimento Lhcb è stato in grado di osservare una differenza - un’asimmetria di comportamento - tra i decadimenti dei mesoni B_s e delle loro particelle gemelle (ma con cariche opposte) di antimateria, i mesoni anti-B_s.

Grazie alle collisioni che si realizzano all’interno di un acceleratore di particelle, qual è Lhc, oggi i fisici sono in grado di produrre quotidianamente migliaia di miliardi di particelle di antimateria. E possono studiare 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. Ricostruendo un campione di circa 1065 decadimenti di questi mesoni, Lhcb ha rivelato che in 676 casi i mesoni anti-B_s scompaiono (in gergo tecnico “decadono”) producendo una coppia di mesoni K e pioni, rispettivamente carichi positivamente e negativamente. Ci si aspettava che i mesoni B_s di materia ordinaria producessero anche loro un numero uguale di decadimenti identici (con cariche invertite). Invece è accaduto solo in 389 casi. Una bella differenza.

“L’entità di questa asimmetria di comportamento è molto grande – spiega 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”.