L’acceleratore di particelle di Ginevra ha osservato un’anomalia dei dati. Nei prossimi giorni si capirà se si tratta di una nuova scoperta, a poca distanza da quella del bosone di Higgs, o solo di una fluttuazione statistica. Nel frattempo pullulano le ipotesi e si cerca di dare un nome a questo nuovo (forse) mattone della materia. Fra gravitoni, assioni e quark esotici.
Non ha un nome, né un’identità e (ammesso che esista) se ne sta ben chiusa in una scatola. Ma la nuova particella fantasma – quattro anni dopo la scoperta del bosone di Higgs – sta trasformando il Cern in un alveare di scommesse, ipotesi, speculazioni.
A metà luglio i fisici dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare di Ginevra “apriranno la scatola”. Andranno cioè a guardare i dati accumulati in questi mesi da Lhc, l’acceleratore di particelle più grande del mondo. Dentro potrebbero trovare la conferma di un bizzarro dato apparso per la prima volta lo scorso dicembre: un eccesso di fotoni dalla massa di 750 Giga electron Volts (GeV). Un’indicazione arcana per ciascuno di noi. Ma per i fisici il segnale – forse – dell’esistenza di una nuova particella. Completamente imprevista, sorprendente, inspiegabile.
Mentre il bosone di Higgs era stato teorizzato quasi mezzo secolo fa – ultima fra le particelle fondamentali ancora da scoprire – e per i fisici si è trattato di lavorare sodo per stanarlo, l’eventuale “signor 750” busserebbe alla porta completamente inatteso.
Un arrivo imprevisto, tutto da decifrare: non c’è nulla di più entusiasmante per un fisico teorico. E in effetti da dicembre a oggi gli scienziati hanno già pubblicato circa 400 articoli scientifici per provare a spiegare come mai i protoni che si scontrano a velocità prossime a quelle della luce dentro Lhc producano, fra i loro frammenti, più coppie di fotoni rispetto alle attese.
Il Modello Standard della fisica usato oggi per spiegare i fenomeni della natura funziona, ma si avvicina al secolo di età e ha molti limiti. Non riesce per esempio a spiegare l’esistenza della materia oscura, ad accomodare al suo interno la forza di gravità, né a spiegare dove sia finita l’antimateria. Fra le teorie avanzate per spiegare la natura della nuova particella, la Bbc suggerisce che possa essere un gravitone (portatore della forza di gravità). Nature avanza l’ipotesi di un super bosone di Higgs grande sei volte quello normale che produce i fotoni disintegrandosi o di un frammento della materia composto da quark di tipo sconosciuto.
“Potrebbe trattarsi – suggerisce Gian Francesco Giudice, che al Cern dirige il team dei fisici teorici – di una sorta di assione, una particella teorica che interagisce molto poco, assai meno del neutrino. Gli assioni sono molto leggeri, ma stiamo provando a ipotizzarne una versione più pesante”. Ammesso che la nuova particella esista, molti fisici teorici concordano sul fatto che debba essere accompagnata da una serie di “sorelle”, tutte ancora da svelare. “Ci sono tante, tante ipotesi. Nessuna per ora davvero convincente” conferma Giudice
“Fra noi la chiamiamo Mister Ics” (in assonanza con Higgs) racconta Guido Tonelli, ricercatore del Cern e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, uno dei protagonisti della scoperta della “particella di Dio”. E se quel nome (scelto dall’editore di un libro) ai fisici non è mai andato giù, questa volta la corsa per dare un nome alla nuova (forse) arrivata, non sembra dare grandi risultati. “Per me è semplicemente la cosa” spiega Tiziano Camporesi, che guida l’esperimento Cms, uno dei due grandi apparati rivelatori che hanno osservato il dato anomalo. Altri la chiamano 750, come il modello di un’auto. “Io uso il nome digamma. La gamma per noi indica i fotoni e digamma è una lettera dell’alfabeto greco antico” prosegue Giudice.
Una lettera poi scomparsa, la digamma. Cattivo presagio? Per Camporesi “non basta tirare una moneta sei volte e veder uscire sempre testa per poter affermare che la moneta ha due teste. La natura può essere generosa. Ma può anche essere astuta”. Paolo Giubellino, coordinatore del rivelatore Alice e scienziato dell’Infn, spiega che “c’è sempre la possibilità che si tratti di una fluttuazione statistica dei dati. Nella mia carriera ne ho visti tanti. Ma questa volta è diverso. Se fosse confermata, sarebbe una scoperta straordinaria, di quelle che capitano una volta ogni 20-30 anni”.
Per conoscere la risposta, bisognerà attendere formalmente la conferenza di fisica Ichep, che inizia a Chicago il 3 agosto. Ma se i fisici del Cern, guidati dall’italiana Fabiola Gianotti, aprendo la scatola fra una decina di giorni dovessero trovarci dentro un bel regalo, non è escluso che facciano un annuncio prima, a Ginevra.
“Calma, dobbiamo restare cauti” avverte però Tonelli. E lo zelo dei teorici corsi a pubblicare le loro ipotesi ha suscitato ironia anche nella stessa comunità. Il blog di fisici delle particelle resonaances ha stilato un ironico podio degli autori più prolifici. “Abbiamo effettivamente esagerato” ammette Giudice. “Ma è frutto dell’entusiasmo. Io personalmente ho un approccio garibaldino: se c’è qualcosa, va attaccato. Il gioco della fisica teorica è proprio quello di partire da un’ipotesi per svilupparla e capire dove ti porta. Se l’ipotesi si dovesse rivelare falsa, il ragionamento potrebbe invece rivelarsi assai utile”.
Su una cosa però al Cern sono tutti concordi: Lhc sta funzionando egregiamente. Lavora da qualche mese all’energia record di 13 Tera electron Volt (il doppio rispetto alla scoperta del bosone di Higgs). Il segnale di “mister Ics” è stato osservato contemporaneamente da due rivelatori (Atlas e Cms) e ha raccolto una quantità di dati equivalente a quella che permise di annunciare, nel luglio 2012, la scoperta del bosone di Higgs.
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