Il Large Hadron Collider ha scovato qualcosa che non torna, e potrebbe cambiare tutto
Al Large Hadron Collider del CERN di Ginevra sta succedendo qualcosa di grosso. I fisici che lavorano al più grande acceleratore di particelle del mondo hanno individuato un comportamento anomalo in alcune trasformazioni subatomiche estremamente rare, e i risultati non quadrano con quello che la teoria dominante prevede. Se queste osservazioni venissero confermate, si aprirebbe una crepa concreta nel Modello Standard, il pilastro teorico che da oltre cinquant’anni spiega come funzionano le particelle fondamentali e le forze che governano l’universo.
Il punto centrale della questione riguarda i cosiddetti decadimenti a pinguino, un nome curioso che indica un tipo molto specifico di trasformazione particellare. In pratica, i ricercatori dell’esperimento LHCb hanno studiato come i mesoni B si trasformano in altre particelle subatomiche: un kaone, un pione e due muoni. Questo processo è incredibilmente raro. Su un milione di mesoni B, solo uno si comporta in questo modo. Eppure, analizzando con estrema precisione angoli ed energie di queste trasformazioni, il team ha trovato discrepanze significative rispetto a quanto previsto dal Modello Standard. La deviazione misurata è di quattro deviazioni standard, il che significa che la probabilità che si tratti di una semplice fluttuazione casuale dei dati è di appena una su 16.000. Non siamo ancora al traguardo delle cinque sigma, la soglia d’oro della fisica per dichiarare una scoperta ufficiale, ma ci si avvicina parecchio.
Perché questa scoperta conta davvero
Chi segue la fisica delle particelle sa bene che il Modello Standard, per quanto straordinariamente preciso, ha dei buchi enormi. Non spiega la gravità, non dice nulla sulla materia oscura, quella componente invisibile che rappresenta circa il 25% dell’universo. Il Large Hadron Collider è stato costruito proprio per cercare queste falle, facendo scontrare fasci di protoni che viaggiano in direzioni opposte all’interno di un tunnel circolare lungo 27 chilometri sotto il confine franco svizzero. E adesso qualcosa potrebbe finalmente emergere.
A rafforzare il quadro ci sono anche i risultati indipendenti dell’esperimento CMS, pubblicati all’inizio del 2025, che pur essendo meno precisi puntano nella stessa direzione. I decadimenti a pinguino sono particolarmente interessanti perché risultano sensibili all’influenza di particelle pesanti ancora sconosciute, che non possono essere create direttamente al CERN ma che lascerebbero tracce indirette proprio in processi così rari. È un po’ come la radioattività, scoperta 80 anni prima che si identificassero le particelle responsabili del fenomeno.
Cosa succede adesso
Tra le teorie candidate per spiegare queste anomalie, molte prevedono l’esistenza di nuove particelle chiamate leptoquark, capaci di unificare due categorie di materia oggi considerate distinte. Restano però questioni aperte, in particolare legate ai cosiddetti “charming penguins”, processi interni al Modello Standard le cui previsioni sono estremamente difficili da calcolare. Le stime più recenti suggeriscono che questi effetti non bastano a giustificare i dati osservati, ma la cautela è d’obbligo.
Il bello è che nuovi dati sono già stati raccolti. Lo studio attuale si basa su circa 650 miliardi di decadimenti registrati tra il 2011 e il 2018. Da allora, il Large Hadron Collider ha accumulato tre volte tanto materiale. E per gli anni Trenta sono previsti aggiornamenti che permetteranno di raccogliere un campione quindici volte più grande. A quel punto, sarà possibile fare affermazioni definitive. E forse, riscrivere davvero le regole fondamentali della fisica.
