PRIMA MISURA DELLA VIOLAZIONE DI CP NEI BARIONI

Dov’è finita l’antimateria? L’ipotesi del Cern

Un rarissimo processo di decadimento dei “barioni beauty”, osservato per la prima volta nella storia dai ricercatori dell’esperimento Lhcb, potrebbe aprire la strada alla soluzione dell’enigma dell’asimmetria fra le quantità di materia e antimateria presenti nell’universo. I risultati su Nature Physics

L’esperimento Lhcb. Crediti: Maximilien Brice/CERN

Il problema è quello dell’asimmetria, e la domanda è sempre la stessa: se al momento del Big Bang materia e antimateria vennero prodotte – e non si vede perché dovrebbe essere andata altrimenti – in parti uguali, come mai l’universo attuale è così sbilanciato a favore della prima? Le ipotesi avanzate dai fisici sono numerose, tutte legate alla cosiddetta violazione della simmetria CP e tutte largamente insufficienti a spiegare l’abnorme abbondanza della materia rispetto all’antimateria. Fino a oggi. Sono infatti appena usciti su Nature Physics i risultati di una misura – effettuata al Cern con l’esperimento Lhcb – che sembrerebbe mostrare, per la prima volta, un’asimmetria nel decadimento di alcune particelle barioniche, i pesanti barioni bottom lambda, o barioni beauty: ‘bellezza’, dal nome del quark beauty (o bottom, appunto) che li forma insieme a una classica coppia di quark up e down.

I barioni beauty, nome in codice Λb0 e stazza di tutto rispetto (circa sei volte quella d’un neutrone), sono – così come le loro controparti d’antimateria, gli antibarioni beauty – uno degli esiti possibili delle collisioni fra coppie di protoni che avvengono nel tunnel di Lhc. Ciò che i fisici di Lhcb hanno osservato è il decadimento di questi barioni e antibarioni in, rispettivamente, un protone o un antiprotone, più tre particelle cariche chiamate pioni. Un processo rarissimo, mai visto prima nella storia. Sono stati appena 6000 gli eventi osservati. Sufficienti, però, a far emergere un’anomalia: una differenza significativa fra i quattro prodotti del decadimento dei barioni beauty rispetto a quelli degli antibarioni beauty. Tradotto: una violazione di CP. Una signora violazione: la differenza è arrivata fino al 20 per cento.

Se il risultato verrà confermato, sarà una scoperta epocale. Per due ragioni. Anzitutto, come ha sottolineato il primo autore dello studio, Nicola Neri, dell’Infn di Milano, «è la prima volta che abbiamo avuto prova del fatto che i barioni di materia e antimateria non si comportano allo stesso modo». Secondo aspetto degno di nota, a differenza delle violazioni di CP osservate in passato nei decadimenti di mesoni K e B, troppo piccole per spiegare l’asimmetria fra materia e antimateria, questa osservata nel decadimento di barioni potrebbe avere un impatto significativo.

Tutto ciò, appunto, se il risultato verrà confermato, come non si stancano di sottolineare i ricercatori. Già, perché sebbene la probabilità che il fenomeno da loro misurato sia dovuto in realtà al caso sia già piuttosto bassa (parliamo di 3.3 sigma, che tradotto significa circa una su mille), non è ancora bassa al punto da poter esclamare “Eureka!” con serenità. Per quello occorre scendere a meno di una su un milione, i mitici “5 sigma”. Ma visto che già è in arrivo un’abbondante raccolta di nuovi dati, salvo sorprese è ormai solo questione di tempo.

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