La quinta forza della natura: la straordinaria scoperta scientifica che ci avvicina ad essa

Tutte le forze che sperimentiamo oggi possono essere raggruppate in quattro categorie: Gravità, elettromagnetismo, forze nucleari forti e deboli. Queste quattro forze fondamentali controllano l’interazione di tutte le cose e particelle in tutto l’universo.

La scoperta è stata fatta presso le strutture di un acceleratore di particelle americano chiamato Fermilab. Stavano lavorando sulla base di uno studio pubblicato dal Fermilab nel 2021, che suggerisce che potrebbe esserci una quinta forza nell’universo.

Da allora, il gruppo di ricerca ha accumulato più dati e afferma di aver notevolmente ridotto il fattore di incertezza: “Stiamo effettivamente testando una nuova area. Stiamo determinando le misurazioni con molta più precisione rispetto a quanto fatto in precedenza”.

In un esperimento con il nome distinto “g meno due (g-2)”, I ricercatori hanno accelerato particelle subatomiche chiamate muoni circa 1.000 volte attorno a un anello di circa 50 piedi di diametro.quasi alla velocità della luce.

I ricercatori hanno scoperto che i muoni si comporterebbero in un modo che non può essere spiegato dall’attuale teoria, nota come Modello standard, a causa dell’influenza di una nuova forza della natura.

Sebbene le prove siano solide, il team del Fermilab afferma di non avere prove conclusive.

I ricercatori ritengono che avranno tutte le informazioni di cui hanno bisogno e che l’incertezza teorica sarà diminuita abbastanza entro due anni da consentire loro di raggiungere il loro obiettivo.

Un team concorrente in Europa, che lavora con il Large Hadron Collider (LHC), spera di raggiungere l’obiettivo prima.

Mitesh Patel, dell’Imperial College di Londra, è uno delle migliaia di fisici dell’LHC che cercano di scoprire difetti nel Modello Standard. Lo ha detto a BBC News Il primo a trovare risultati sperimentali che contraddicono il Modello Standard raggiungerà uno dei traguardi più importanti mai raggiunti dalla fisica.

“La misurazione del comportamento che non corrisponde alle previsioni del Modello standard è il Santo Graal della fisica delle particelle. Sarà lo sparo che avvia una rivoluzione nella nostra comprensione perché il Modello standard è stato confermato da test sperimentali per più di 50 anni.

Dal Fermilab dicono che la loro prossima serie di risultati sarà la “massima convergenza” tra teoria ed esperimento, che potrebbe portare a nuove particelle o forze.

Ma cos’è il modello standard e perché c’è così tanto interesse per i risultati sperimentali che non concordano realmente con le sue previsioni?

Tutto nel nostro mondo è costituito da atomi, che a loro volta sono costituiti da particelle più piccole.. Questi interagiscono per creare le quattro forze della natura: l’elettricità e il magnetismo (elettromagnetismo), le due forze nucleari e la gravità.

Il modello standard prevede il suo comportamento e lo ha fatto perfettamente, senza errori, per 50 anni..

I muoni sono simili agli elettroni che orbitano attorno agli atomi e sono responsabili delle correnti elettriche, ma sono 200 volte più grandi.

Nell’esperimento sono stati usati potenti magneti superconduttori per stimolare i muoni.

I risultati mostrano che i muoni oscillano più velocemente di quanto dovrebbero secondo il Modello Standard.

Il professor Graziano Venanzoni, dell’Università di Liverpool – e uno dei principali ricercatori del progetto – ha dichiarato a BBC News che ciò potrebbe essere dovuto a una nuova forza sconosciuta.

“Pensiamo che potrebbe esserci un’altra forza là fuori, qualcosa che non sappiamo ancora, ma deve essere importante perché ci dice qualcosa di nuovo sull’universo.”

Se confermato, potrebbe segnare una delle pietre miliari scientifiche più importanti degli ultimi 100 anni, da quando Einstein presentò le sue teorie della relatività. Questo perché la quinta forza, e qualsiasi tipo di particella ad essa associata, non è inclusa nel Modello Standard della fisica delle particelle.

I ricercatori sanno che c’è qualcosa che descrivono come “fisica oltre il modello standard” perché la teoria attuale non spiega completamente tutto ciò che gli astronomi vedono nello spazio.

Tra i fenomeni finora inspiegabili c’è il fatto che le galassie continuano a ritirarsi a un ritmo accelerato dopo il Big Bang, invece di rallentare. Gli scienziati affermano che l’accelerazione è guidata da una forza sconosciuta chiamata energia oscura.

Le galassie ruotano anche più velocemente di quanto dovrebbero, in base alla nostra comprensione della quantità di materiale che contengono. I ricercatori ritengono che ciò sia causato da una particella invisibile chiamata materia oscura, che non è considerata nel Modello standard.

I risultati dell’ultimo studio sono stati pubblicati in Giornale delle lettere di revisione fisica.

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