particella
Particella e anti-particella. Crediti: www.3bmeteo.com

L’indagine sul dualismo materia-antimateria tormenta gli scienziati sin dalle prime domande sulle origini dell’Universo. In particolare più volte è stata osservata un’asimmetria tra materia e antimateria, definita anche violazione di carica e di parità (CP), descritta per la prima volta da Nicola Cabibbo nella prima metà degli anni ’60, ed osservata qualche anno dopo dai fisici James Cronin e Val Fitch, vincitori del premio Nobel per la fisica nel 1980.

particella
Esempio di una particella di idrogeno.
Crediti: www.andreaminini.org

Particella o anti-particella: perchè l’Universo ne ha scelta solo una?

La domanda a cui hanno cercato di rispondere gli studiosi nel corso degli anni è: se esiste il dualismo materia-antimateria, ossia le due possono essere considerate equivalenti, perché l’Universo è composto soltanto da materia?

La risposta va ricercata nel fenomeno del Big Bang, durante il quale vi fu una violenta collisione di svariati tipi di particelle, che portò al decadimento, o trasformazione, delle stesse.

L’analisi di detto decadimento è una delle attività principali che si svolgono quotidianamente al CERN di Ginevra, nell’impianto sotterraneo lungo 27 km LHC (Large Hadron Collider), l’acceleratore di particelle più grande e potente realizzato finora per eseguire esperimenti nell’ambito della fisica di particelle.

particella
Acceleratore di particelle.
Crediti: tech.everyeye.it

LHCb: una nuova asimmetria tra particella e anti-particella

L’esperimento che ha condotto ad individuare un’asimmetria tra particella e anti-particella interessa particolarmente i cosiddetti mesoni D0 o particelle charm, una tipologia di particelle contenenti un quark c, ossia aventi carica elettrica +2/3 rispetto a quella dell’elettrone. LHCb è il suo nome, ed è stato guidato dall’INFN (Istituto Nazionale Fisica Nucleare) di Bologna con responsabile Vincenzo Vagnoni, il quale afferma:

“L’osservazione di questo fenomeno, previsto dalla teoria ma sfuggito fino ad oggi alla conferma sperimentale, rappresenta per la fisica delle particelle il raggiungimento di una nuova pietra miliare”

In effetti, gli esperimenti nell’LHC vengono effettuati in condizioni di pressione e temperatura che tentano di emulare l’ambiente interessato, come ad esempio nel caso del Big Bang. Quanto individuato tra la particella mesone D0 e la sua rispettiva anti-particella era già stato predetto dal cosiddetto Modello Standard, ma mai fino ad ora reso osservabile.

particella
Collisione di particelle.
Crediti: www.askanews.it

Il risultato è stato presentato dal fisico e ricercatore dell’INFN Federico Betti alla conferenza Rencontres de Moriond 2019 e dal professore dell’Università di Bologna Angelo Carbone in un seminario al CERN, il quale ha dichiarato che il lavoro eseguito, che ha occupato quasi un decennio, ha richiesto la produzione e ricostruzione di decine di milioni di decadimenti della particella D0 e della sua rispettiva anti-particella.

particella
Prima ricostruzione del Big Bang.
Crediti: www.focus.it

La scoperta di un’ulteriore asimmetria tra particella ed anti-particella rappresenta quindi l’abbattimento di una nuova frontiera della scienza, che dovrà continuare ad indagare per spiegare in qualche modo la prevalenza della materia sull’anti-materia.

Fonti: www.ansa.it
www.magazine.unibo.it
www.askanews.it