Un esperimento di “ultima speranza” trova prove di particelle sconosciute

The Theory Initiative ha deciso di non includere il valore della BMW nella loro stima ufficiale per alcuni motivi. L’approccio basato sui dati ha una barra di errore leggermente più piccola e tre diversi gruppi di ricerca hanno calcolato la stessa cosa in modo indipendente. Al contrario, il calcolo del reticolo di BMW non è stato pubblicato la scorsa estate. E sebbene il risultato concordi bene con i calcoli reticolari precedenti e meno precisi che risultavano anch’essi alti, non è stato replicato in modo indipendente da un altro gruppo con la stessa precisione.

La decisione della Theory Initiative significava che il valore teorico ufficiale del momento magnetico del muone aveva una differenza di 3,7 sigma con la misurazione sperimentale di Brookhaven. Ha posto le basi per quella che è diventata la rivelazione più attesa nella fisica delle particelle dal bosone di Higgs nel 2012.

Le rivelazioni

Un mese fa, il team del Fermilab Muon g-2 ha annunciato che avrebbe presentato i primi risultati il ​​7 aprile. I fisici delle particelle erano estasiati. Laura Baudis, un fisico presso l’Università di Zurigo, ha detto che stava “contando i giorni”, dopo aver anticipato il risultato per 20 anni. “Se i risultati di Brookhaven fossero confermati dal nuovo esperimento al Fermilab”, ha detto, “questo sarebbe un risultato enorme”.

E in caso contrario, se l’anomalia dovesse scomparire, alcuni nella comunità della fisica delle particelle temevano niente di meno che “la fine della fisica delle particelle”, ha detto Stöckinger. L’esperimento Fermilab g-2 è “la nostra ultima speranza di un esperimento che dimostri davvero l’esistenza della fisica oltre il modello standard”, ha detto. Se non riuscisse a farlo, molti ricercatori potrebbero pensare che “ora ci arrendiamo e dobbiamo fare qualcos’altro invece di ricercare la fisica oltre il modello standard”. Ha aggiunto: “Onestamente, potrebbe essere la mia reazione”.

Il team di 200 persone del Fermilab ha rivelato a se stessi il risultato solo sei settimane fa in una cerimonia di presentazione su Zoom. Tammy Walton, uno scienziato del team, è corso a casa per assistere allo spettacolo dopo aver svolto il turno di notte nell’esperimento, che è attualmente alla sua quarta esecuzione. (La nuova analisi copre i dati della prima esecuzione, che costituiscono il 6 percento di ciò che l’esperimento alla fine accumulerà.) Quando il numero importantissimo è apparso sullo schermo, tracciato insieme alla previsione della Theory Initiative e alla misurazione di Brookhaven, Walton è stato entusiasta di vederlo atterrare più in alto del primo e praticamente schiaffeggiarlo sopra il secondo. “Le persone saranno pazze eccitate”, ha detto.

I documenti che propongono varie idee per la nuova fisica dovrebbero inondare l’Arxiv nei prossimi giorni. Tuttavia, oltre a ciò, il futuro non è chiaro. Quella che una volta era un’illuminante frattura tra teoria ed esperimento è stata offuscata da uno scontro di calcoli molto più nebbioso.

È possibile che il calcolo del supercomputer si riveli sbagliato, che la BMW abbia trascurato qualche fonte di errore. “Dobbiamo esaminare da vicino il calcolo”, ha detto El-Khadra, sottolineando che è troppo presto per trarre conclusioni definitive. “Si sta spingendo sui metodi per ottenere quella precisione e dobbiamo capire se il modo in cui hanno spinto i metodi li ha infranti”.

Sarebbe una buona notizia per i fan della nuova fisica.

È interessante notare, tuttavia, che anche se il metodo basato sui dati è l’approccio con un problema non identificato sotto il cofano, i teorici hanno difficoltà a capire quale potrebbe essere il problema oltre alla nuova fisica non spiegata. “La necessità di una nuova fisica si sposterebbe solo altrove”, ha detto Martin Hoferichter dell’Università di Berna, membro di spicco della Theory Initiative.

I ricercatori che hanno esplorato possibili problemi con il metodo basato sui dati nell’ultimo anno affermano che è improbabile che i dati stessi siano errati. Proviene da decenni di misurazioni ultraprecise di 35 processi adronici. Ma “potrebbe essere che i dati, o il modo in cui vengono interpretati, siano fuorvianti”, ha detto Andreas Crivellin del CERN e di altre istituzioni, coautore (insieme a Hoferichter) di una carta studiando questa possibilità.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *