La fisica moderna sta vivendo un momento di eccitante innovazione, grazie a nuovi dati che potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione della materia. Un entusiasmo palpabile è stato scatenato dai recenti risultati sull’analisi magnetica dei muoni, particelle elementari simili agli elettroni. Questi muoni sono stati generati in abbondanza nell’esperimento condotto presso il Fermilab sin dal 2017, fornendo i dati più precisi mai registrati e rivelando una discrepanza con il Modello Standard, il pilastro attuale della fisica.

La collaborazione internazionale Muon g-2, composta da 182 ricercatori provenienti da 33 istituti di 7 paesi, compresa l’Italia attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ha presentato questi nuovi dati a Batavia (Chicago) e li ha sottoposti alla rivista Physical Review Letters per pubblicazione. La discrepanza osservata, già rilevata nel 2021 ma ora con il doppio della precisione, indica un terreno inesplorato. “Stiamo veramente sondando nuove frontiere”, ha affermato Graziano Venanzoni, co-coordinatore internazionale della collaborazione Muon g-2.

Tuttavia, l’entusiasmo va temperato. Mentre alcuni ipotizzano la scoperta di una quinta forza della natura, i fisici ritengono che sia prematuro trarre conclusioni. L’incertezza legata alle nuove teorie sulla quinta forza rende questa affermazione affrettata. Marco Incagli, responsabile dell’esperimento Muon g-2 presso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sottolinea la necessità di attesa fino a quando diverse prospettive teoriche convergeranno.

Nonostante questo, i nuovi dati sono salutati positivamente. Incagli ha elogiato i risultati sperimentali ottenuti a Batavia come “eccellenti”. Le proprietà magnetiche dei muoni, simili agli elettroni ma con una massa maggiore, potrebbero nascondere particelle elementari e leggi della fisica finora sconosciute. I muoni hanno un magnetismo intrinseco che, in presenza di un campo magnetico, oscilla come una trottola. Il valore di questa oscillazione, indicato come ‘g’, è leggermente diverso da 2 secondo il Modello Standard.

I risultati dell’esperimento Muon g-2, espressi come ‘g-2’, rivelano un valore notevolmente dissimile da quello previsto dal Modello Standard. I fisici attribuiscono questa discrepanza alle interazioni tra i muoni e le particelle circostanti, che esistono e scompaiono in continuazione, formando una sorta di ‘schiuma quantistica’. Questo altera l’interazione dei muoni con il campo magnetico. Sebbene il Modello Standard predica tali interazioni e le relative particelle coinvolte, la discrepanza con i nuovi dati potrebbe indicare l’esistenza di particelle inedite, fuori dalla portata della teoria attuale.

L’esperimento Muon g-2, avviato nel 2017, rappresenta il terzo segnale rilevante a favore della nuova fisica. Precedentemente, risultati simili erano emersi da un esperimento condotto circa 20 anni fa presso il Brookhaven National Laboratory. Tuttavia, il Fermilab ha raccolto dati oltre 21 volte superiori. Ora, il lavoro di analisi di questi dati accumulati nei sei anni dell’esperimento Muon g-2 richiederà ulteriori due anni. Questa nuova fase di scoperta potrebbe gettare luce su aspetti inaspettati della materia e aprire la strada a un territorio sconosciuto nella fisica.