Quattro ricercatori di varie università europee hanno proposto, tramite la pubblicazione di un documento su Physical Review Letters, un aggiornamento teorico del Modello Standard della fisica particellare.

Il disegno teorico più celebre della fisica ha degli evidenti problemi su alcune questioni, per esempio non spiega il ruolo dell’antimateria o il perché c’è più materia che antiparticelle e proprio da questi intoppi è nata l’esigenza di nuovi schemi teorici.

L’elegante soluzione di Guillermo Ballesteros, Javier Redondo, Andreas Ringwald e Carlos Tamarit è racchiusa nell’elaborazione del modello SMASH che prevede l’ingresso di sei nuove particelle.

Tra queste ci sono particelle per spiegare l’inflazione; assioni, per aiutare la comprensione sul ruolo della materia oscura; neutrini e fermioni.

Lo scopo principale di SMASH ci è stato spiegato da Ballesteros: “Abbiamo cercato di far vedere che con pochi ingredienti è possibile proporzionare una soluzione per alcuni dei problemi più importanti del modello standard (SM) delle particelle elementari”.

Le principali questioni dietro l’incompletezza dell’SM si celano dietro la materia oscura: “ Nell’attuale modello non c’è nessuna particella che possa fare il ruolo della materia oscura”, anche i neutrini sono una questione insoluta di livello: “Non capiamo perché- ha spiegato il ricercatore- i neutrini sono molto leggeri; molto più rispetto alle altre particelle che conosciamo. Sappiamo che i neutrini non hanno una massa nulla (come proposto nel SM) perché “oscillano”, e per per fare questo hanno bisogno di massa”. Per chiudere il cerchio: “Non sappiamo perchè c’è molta più materia che antimateria nel universo. Ad esempio, noi siamo fatti di materia, non di antimateria, e lo stesso accade con i pianeti, le stelle, le galassie… Ci sono varie idee per spiegare questa differenza ma tutte richiedono di andare oltre al SM, che da solo non è sufficiente”.

Il modello standard comunque non è un fallimento completo, Ballesteros ha chiarito: “è molto importante sottolineare che l’SM è stato testato con una precisione enorme. Non è sbagliato in assoluto, è semplicemente incompleto”.

Altro punto critico nel modello standard è sicuramente la spiegazione del periodo inflazionario dell’universo: “L’universo ha infatti “sofferto” un periodo di forte accelerazione esponenziale (chiamata inflazione). Il problema è che non è molto chiaro come questo possa essere successo se la spiegazione ci viene fornita dall’attuale quadro della fisica particellare”.

SMASH si sviluppa non solo partendo dalle critiche ma propone delle novità fondamentali: “Il modello proposto fa alcune predizioni che si potranno verificare (o rifiutare) nel futuro prossimo. In particolare: la materia oscura, nel nostro modello, sarebbe una particella leggerissima chiamata “axion” (assione in italiano) e la radiazione cosmica di fondo ha certe proprietà che sono misurabili”.

Come abbiamo visto nell’approfondimento della scorsa settimana sull’assione ci sarà bisogno di un’oculata ricerca sperimentale e anche le nuove conferme sulla radiazione cosmica di fondo diranno di più sull’inflazione.

Nei prossimi anni SMASH e non solo sarà chiamato alla prova.

Gianluigi Marsibilio

Crediti foto: “APS/Alan Stonebraker”