Al CERN osservato per la prima volta un decadimento che avviene una volta ogni dieci miliardi

Modificato da: Svitlana Velhush

Al Large Hadron Collider i fisici dell'esperimento LHCb hanno ottenuto per la prima volta prove convincenti di un decadimento ultra-raro del mesone B neutro. La particella, composta da un quark b e da un antiquark d, si è trasformata in una coppia di muoni — un evento che, secondo le previsioni del Modello Standard, si verifica solo una volta ogni dieci miliardi di decadimenti di tali mesoni.

La ricerca è durata più di quarant'anni. I primi limiti superiori sulla probabilità del processo furono stabiliti già nel 1984 nell'esperimento CLEO. Da allora gli scienziati di diverse collaborazioni hanno cercato di catturare il segnale, ma esso è rimasto nascosto nell'enorme fondo di collisioni di protoni. Solo dopo l'ammodernamento del rivelatore LHCb nel 2024, che ha permesso di raccogliere dati cinque volte più velocemente, e dopo aver combinato i nuovi dati degli anni 2024–2025 con le precedenti campagne di raccolta, la significatività del segnale ha raggiunto 3,2 deviazioni standard.

Non è più solo un indizio, ma la prima prova ottenuta nell'ambito di un singolo esperimento. Per una scoperta completa servono cinque sigma, tuttavia 3,2 sigma bastano per affermare che il processo è stato visto. Il risultato è pienamente coerente con i calcoli del Modello Standard e allo stesso tempo restringe lo spazio per le ipotesi su nuove particelle al di là di esso.

Parallelamente la collaborazione ha affinato i parametri di un decadimento più frequente, ma anch'esso raro, del mesone Bs in una coppia di muoni. La precisione della misura è diventata record, e il tempo di vita misurato della particella ha coinciso con la previsione teorica. Tali processi fungono da una sorta di lente d'ingrandimento: qualsiasi deviazione dalle previsioni potrebbe indicare l'esistenza di nuove forze o particelle su scale inaccessibili alla produzione diretta al collisore.

Per una persona comune questi numeri significano che le leggi fondamentali della natura vengono verificate con una precisione senza precedenti. Ogni decadimento raro confermato rafforza la fiducia nel Modello Standard e allo stesso tempo prepara il terreno per il passo successivo — la ricerca di quelle stesse deviazioni che apriranno lo «zepotuniverso» di nuovi fenomeni.

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Fonti

  • Физики впервые зафиксировали свидетельства чрезвычайно редкого распада мезона

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