E’ il bosone X17 la quinta forza fondamentale universale

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Ci sono nuove prove di una quinta forza fisica fondamentale nell’Universo. Una particella chiamata X17 potrebbe essere portatrice di una nuova forza fondamentale dell’Universo che finalmente potrebbe risolvere il mistero della materia oscura. Ma è ancora tutto da dimostrare.

Un atomo di elio eccitato potrebbe far luce su uno dei misteri dell’Universo: la materia oscura. Da qualche anno i fisici osservano strani fenomeni riconducibili (forse) a una particella quantistica sconosciuta, un bosone chiamato X17. Ora un team ungherese sostiene di avere nuove prove della sua esistenza, che se venisse confermata significherebbe essere di fronte all’evidenza di una quinta forza fisica fondamentale. Un cambiamento enorme nel modello standard della fisica, che però potrebbe essere proprio quello che stiamo cercando.

(immagine: Getty Images)
(immagine: Getty Images)

Alla guida dell’Universo

Gravità, elettromagnetismo, forza nucleare debole e forza nucleare forte sono le quattro forze fondamentali che secondo il modello standard della fisica guidano l’Universo. Eppure con queste gli esperti non sono ancora riusciti a spiegare certi fenomeni, previsti dai modelli ma che non riusciamo a osservare. Uno fra tutti la materia oscura.

E se il modello standard non fosse completo? Se ci fosse un’altra forza fondamentale di cui finora abbiamo ignorato l’esistenza e che potrebbe invece spiegare l’inspiegabile? L’ipotesi non è nuova, ma negli ultimi anni ha cominciato a prendere vigore dopo che nel 2016 il team di Attila Krasznahorkay dell’Istituto per la ricerca nucleare in Ungheria ha osservato qualcosa di strano mentre analizzava il decadimento di un atomo di berillio-8. Quando eccitato, l’atomo emette luce che produce un elettrone e un positrone che si allontanano l’uno dall’altro. L’angolo con il quale le due particelle si allontanano dovrebbe essere prevedibile, e in base alla legge di conservazione dell’energia dovrebbe ridursi all’aumentare dell’energia della luce.

E invece dagli esperimenti del team ungherese sembrerebbe non essere così: gli angoli descritti dalle traiettorie di allontanamento sono di circa 140°.

Perché questa anomalia? Lo studio di Krasznahorkay e colleghi ha da subito attirato l’attenzione degli esperti mondiali, e l’ipotesi di una quinta forza fondamentale responsabile della stranezza ha cominciato a prendere corpo.

Se così fosse, questa quinta forza, come per le altre quattro (in realtà il gravitone, la particella che trasporterebbe la forza di gravità, non è mai stato osservato), dovrebbe essere portata da una particella ancora sconosciuta.

Dal berillio all’elio: un nuovo bosone fondamentale

In questi anni i ricercatori ungheresi non sono stati con le mani in mano e hanno cercato ulteriori evidenze della nuova particella. E ora – in un articolo pubblicato su arXiv e non ancora sottoposto a peer review – sostengono di averle trovate, stavolta osservando il cambiamento di stato di un nucleo di elio eccitato: coppie di elettroni e positroni si separano con un angolo diverso da quello che i modelli teorici prevedono, attorno ai 115°.

Secondo gli autori l’anomalia sarebbe spiegabile con la produzione da parte dell’atomo di elio di un bosone diverso da tutti quelli che conosciamo, di breve durata e con una massa di poco inferiore a 17 megaelettronvolt. Da qui il nome di X17.

Attenzione, però: X17 è ben lungi dall’essere riconosciuto ufficialmente. Potrebbe alla fine rivelarsi un errore sperimentale e i ricercatori procedono coi piedi di piombo prima di dire che è venuto il momento di sconvolgere le leggi fisiche.

Certo che è molto suggestivo il fatto che diversi esperimenti volti a scoprire di più sulla materia oscura si siano soffermati proprio sull’esistenza di una ipotetica particella da 17 megaelettronvolt.

Coincidenze? Lo scopriremo.

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