C’è anche il contributo dell’Università di Ferrara e della sezione ferrarese dell’Istituto nazionale di fisica nucleare al risultato ottenuto al Cern di Ginevra, uno dei principali centri mondiali per lo studio della fisica delle particelle. Dopo oltre quarant’anni di ricerche, la collaborazione internazionale LHCb ha raccolto per la prima volta un’evidenza scientifica della trasformazione di una particella subatomica, il mesone B⁰, in due particelle più leggere: i muoni.
Si tratta di un processo estremamente raro, che si verifica all’incirca una volta ogni dieci miliardi di decadimenti. L’osservazione consente di sottoporre a verifica sempre più precisa il Modello Standard, la teoria che descrive le particelle elementari e le loro interazioni, e di cercare eventuali indizi di fenomeni non spiegati dalle conoscenze attuali.
Il contributo del gruppo ferrarese
Il risultato non rappresenta ancora una scoperta definitiva, ma costituisce un traguardo significativo. I dati raccolti sono compatibili con le previsioni teoriche e aprono la strada a misure più accurate. La collaborazione LHCb ha inoltre ottenuto le misure più precise al mondo di un altro processo raro, quello del mesone Bs⁰ in una coppia di muoni.
Per individuare eventi così poco frequenti è necessario distinguere i segnali utili tra l’enorme quantità di particelle prodotte negli esperimenti del Cern. In questo ambito opera il gruppo dell’Università di Ferrara e dell’Infn, impegnato nella costruzione, nella messa in servizio e nella gestione del sistema di rivelatori che identifica i muoni. Le ricercatrici e i ricercatori ferraresi partecipano anche alla manutenzione degli strumenti, alla raccolta dei dati e alla loro analisi.
«Riuscire a individuare un fenomeno che si verifica appena una volta ogni dieci miliardi di decadimenti è una sfida scientifica e tecnologica straordinaria», ha commentato Massimiliano Fiorini, del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università di Ferrara e membro della collaborazione LHCb. Il ricercatore ha sottolineato il ruolo del gruppo ferrarese nello sviluppo e nel funzionamento dei rivelatori, all’interno di un lavoro internazionale di lunga durata.
Più dati per nuove verifiche
Secondo Roberto Calabrese, direttore della sezione Infn di Ferrara e componente di LHCb, il contributo locale riguarda la costruzione e la gestione dei rivelatori, oltre alla presa e all’analisi dei dati. L’attività viene svolta insieme all’Università di Ferrara e alle altre istituzioni coinvolte nella collaborazione.
Le prospettive di ricerca sono legate anche al potenziamento dell’esperimento entrato in funzione nel 2022, che consente oggi a LHCb di operare con un ritmo di collisioni cinque volte superiore rispetto al passato. Un ulteriore aggiornamento previsto nel prossimo decennio dovrebbe aumentare di dieci volte la capacità di raccolta dei dati. Apparati più potenti permetteranno di studiare con maggiore precisione il decadimento osservato e di verificare se il comportamento delle particelle confermi le previsioni teoriche o mostri segnali di una fisica ancora sconosciuta.
Nel gruppo ferrarese della collaborazione partecipano docenti, ricercatori, tecnici, dottorande e dottorandi dell’Università e dell’Infn. Le attività comprendono la progettazione e la gestione della strumentazione, il controllo del suo funzionamento durante gli esperimenti e l’elaborazione dei risultati prodotti dalle collisioni.