La natura possiede una forza che non conosciamo: lo studio condotto dal Fermilab sulle particelle muoni

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Quando abbiamo strani capogiri, non dipende solo dal nostro corpo, ma da una forza della natura sconosciuta. Il Fermilab studia il fenomeno.

Natura
Forza della natura Foto di Roberto Nickson da Pexels

La conoscenza della fisica e della scienza in generale è davvero inesorabile. Ormai, pensavamo di conoscere tutte le forze della natura. Invece, non è così.

Secondo uno studio intrapreso dal Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), uno dei più importanti laboratori per lo studio della fisica delle particelle elementari, esiste un mondo inesplorato composto da particelle finora sconosciute e chiamate “muoni”.

Queste particelle sembrano comportarsi in modo opposto rispetto agli studi effettuati fino ad oggi, a tal punto da poter rovesciare teorie ormai accertate da moltissimi anni.

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La teoria dei muoni come nuova forza della natura

Edificio Fermilab
Laboratorio Fermilab

Esiste una teoria elaborata molti anni fa che parla di un Modello standard secondo il quale le particelle che ci circondano si muoverebbero e comporterebbero in un certo modo e secondo un criterio ben preciso. Fino ad oggi, nessuno ha mai messo in discussione questa tesi.

Nel 2013, negli Stati Uniti, un enorme magnete (Alternating Gradient Synchrotron) è stato trasportato da Brookhaven (piccola località di Long Island) fino a Chigago (Illinois). Un diametro di 15 metri per un anello incredibilmente ingombrante che è la chiave per accedere ad una nuova forza della natura. Questa potrebbe aggiungersi alle quattro già note, ovvero l’interazione gravitazionale, l’interazione elettromagnetica, l’interazione debole e l’interazione forte.

Esperimento Fermilab
Studio del Fermilab

Il magnete è stato utile per verificare l’orientamento dei muoni. I primi risultati sembrano essere promettenti e dimostrerebbero un diverso comportamento rispetto alle altre particelle.

Le particelle di cui parliamo sono quelle che, chiaramente, compongono la materia. Secondo il Modello standard delle Particelle Elementari, normalmente, quelle prive di massa riescono a spostarsi alla velocità della luce, oppure le masse si attraggono. I bosoni (elementi che hanno a che fare con le forze) si trovano tra le particelle e le informano sulle regole del gioco, un po’ come fanno gli arbitri.

Come già detto, finora, questo fenomeno ha rispettato le regole stabilite dal Modello standard. Ma il comportamento dei muoni ha messo in crisi gli esperti.

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Lo studio sui muoni attraverso il magnete

I muoni hanno una massa che è circa 200 volte quella degli elettroni. In molti casi si comportano come gli elettroni, cioè come se avessero al loro interno una minuscola calamita con un polo negativo e uno positivo.

Nel momento in cui si trovano in un campo magnetico molto forte, l’orientamento della loro calamita cambia, influendo sul modo in cui si muovono (detto “precessione”).

Grazie al grande magnete, è possibile misurare il modo in cui oscillano nel campo magnetico. La misurazione viene fatta mediante l’interazione dei muoni con le altre particelle, che compaiono e scompaiono velocemente. Questa dovrebbe corrispondere ai dati ottenuti dopo aver applicato la teoria. Diversamente, ci sarebbe qualcosa di nuovo.

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In quel caso, i fisici dovrebbero iniziare a studiare una nuova forza che, il più delle volte, potrebbe essere la causa di alcune strane sensazioni o percezioni rilevate dal nostro corpo quotidianamente.

Precessione muone
Rappresentazione precessione del muone (Fermilab)

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