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20 novembre 2008

Quei muoni fuori posto

Dall'inizio del mese, su un archivio on-line per pubblicazioni scientifiche (arXiv) dove di solito compaiono gli articoli prima di finire su riviste specialistiche e referate, sono apparsi due articoli riguardanti alcuni maleducati muoni che sono stati beccati dove non dovevano stare. Se volete possiamo cercare insieme di fare un po' di chiarezza nel meraviglioso microcosmo.

I muoni sono delle particelle elementari della stessa famiglia degli elettroni, solo un po' piu' pesanti, e, in quanto ciccioni, vivono molto meno dei loro fratelli in forma: solo alcuni microsecondi (milionesimi di secondo) da paragonare alla vita eterna degli elettroni. Questi pochi miseri milionesimi di secondo sono comunque un lasso di tempo enorme nella fisica delle particelle perche', soprattutto, quando accelerati a velocita' prossime a quella della luce, questi muoni riescono a percorrere parecchio spazio prima di morire, specialmente perche' grazie alla magia della relativita' ristretta il loro tempo subisce una dilatazione e la loro vita si allunga.

Negli esperimenti con i grandi collisori, dove due fasci di particelle di altissima energia vengono fatti scontrari frontalmente, vengono prodotti una gran quantita' di questi muoni. A seconda della loro storia, ovvero del modo in cui questi sono stati creati, la loro presenza verra' rivelata in posizioni e in modalita' differenti dai potentissimi rivelatori costruiti tutto intorno all'incedente subatomico. Cosi' avviene anche nell'esperimento CDF installato al FermiLab negli Stati Uniti (piu' precisamente nello stato dell'Illinois lo stesso di cui Obama era senatore) dove pero' e' stato riscontrato un eccesso di muoni in una posizione dove non dovrebbero esserci. I ricercatori hanno fatto una prima analisi e poi una seconda e non sono riusciti, nonostante tutti i loro sforzi, a trovare una motivazione banale per questo eccesso.

Con motivazione banale si intende qualche piccolo errore nella calibrazione dell'enorme rivelatore o qualche imperfezione nella costruzione dello stesso in grado di produrre queste particelle interagendo con i fasci. Se non ci sono motivi banali, forse ce ne e' uno intelligente e semplicemente non pensato prima! Ecco allora spuntare, pochi giorni dopo, un altro studio nel quale si cerca di dare un padre e una madre a questi muoni fuori posto. Una possibilita' tanto bizzarra quanto fantasiosa potrebbe essere quella dell'esistenza di particelle fantasma, che vivono in una piega del nostro universo, che non sono visibili ai nostri occhi (intesi i rivelatori) e che poi tutto all'improvviso escono allo scoperto nel nostro mondo sotto forma di muoni. Il termine tecnico e' "valle nascosta" proprio perche' possiamo immaginare questa piega dello spazio tempo come una valle profonda e stretta di cui non conosciamo l'esistenza. Provate con me a fare questo esperimento mentale: immaginate di ammirare il paessaggio montuoso sul fondo di una larga valle, di fronte a voi si alza un muro di roccia e voi non sapete che dietro quel muro c'e' la valle nascosta, stretta e profonda, di cui sopra. Ora se un aereo da caccia si intrufolasse nella valle nascosta ad alta velocita', ai nostri occhi ci sembrerebbe scomparire nel nulla per poi riapparire dall'altro capo della montagna. Questo e' esattamente quello che succede nelle valli nascoste delle particelle, alcune particelle fantasma, che non conosciamo e che non abbiamo mai visto attraversano di gran carriera la valle nascosta e ad un certo punto spuntano dal lato opposto della montagna sottoforma di muoni.

La spiegazione e' un po' fantasiosa, ma Strassler, l'autore del secondo studio, la supporta con una bella teoria anche se e' lui il primo ad ammettere che potrebbe trattarsi di un semplice errore di calibrazione e che tutto questo potrebbe essere soltanto un gioco, ma e' comunque servito a mantenere sveglio il nostro intuito. Infondo, le scoperte sono sempre inaspettate, altrimenti che scoperte sarebbero?

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