L’esperimento NA62 del CERN, a cui partecipa l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), ha osservato un processo rarissimo previsto dalla teoria con estrema precisione. La nuova misura, che è stata presentata il 24 settembre, nel corso di un seminario al CERN, potrebbe aprire un’importante via per la scoperta di nuova fisica oltre il Modello Standard delle particelle elementari.
L’osservazione di NA62 riguarda il decadimento di un kaone carico (K+) in un pione carico (₶+) e due neutrini (νν). Questo decadimento (K+ ₶+ νν) è tra i processi più rari mai osservati nella cosiddetta fisica del “sapore”: secondo il Modello Standard, infatti, meno di un kaone carico su 10 miliardi decade in questo modo. NA62 ha misurato il decadimento con una significatività statistica di 5 sigma (5σ): questo significa che la probabilità che gli eventi osservati siano dovuti semplicemente a fluttuazioni statistiche del fondo è di 2x10-7.
“Questo risultato rappresenta il culmine di un progetto iniziato più di un decennio fa, ed è frutto di un lungo e rigoroso lavoro”, commenta Giuseppe Ruggiero dell’INFN e dell’Università di Firenze, che guida la Collaborazione Scientifica dell’esperimento NA62. “Cercare processi in natura che hanno una probabilità di accadere dell’ordine di 10-11 è affascinante e stimolante, ma è anche estremamente impegnativo: con questa misura abbiamo consegnato alla comunità scientifica un risultato tanto atteso, che per noi rappresenta anche una ricompensa straordinaria per i nostri sforzi”.
La nuova misura della frazione di decadimento di K+ ₶+ νν (frazione di K+ che decadono in questo modo) è . Il valore è consistente con quello previsto dal Modello Standard, , entro 1.7 deviazioni standard. Questo potrebbe essere dovuto alla presenza di nuove particelle che aumentano la probabilità del processo, ma per provare questa ipotesi sono necessari più dati. Con la presa dati in corso NA62 sarà in grado di confermare l’esistenza di eventuali contributi di nuova fisica o imporre dei limiti stringenti sulla loro entità.
La collaborazione NA62 coinvolge circa 200 ricercatrici e ricercatori provenienti da Europa, Stati Uniti, Canada, Messico e Russia.
Firenze gioca da sempre un ruolo centrale nell’esperimento: Enrico Iacopini, Professore Emerito dell’Università di Firenze, nella lunga fase di approvazione di questa misura, sia da parte del CERN che dell’INFN, ha coordinato le varie proposte e cercato la loro armonizzazione sia dal punto di vista tecnico che finanziario e di risorse umane; Massimo Lenti, Professore Associato dell’Università di Firenze, ha concepito e realizzato il RICH di NA62, che è il più grande rivelatore Cherenkov gassoso al mondo e cuore del sistema di identificazione dei pioni di NA62, guidando per un decennio il gruppo di ricerca costituito da Andrea Bizzeti (UniMoRe e INFN FI), Francesca Bucci (INFN FI) e Roberto Ciaranfi (INFN FI); Giuseppe Ruggiero, Professore Associato dell’Università di Firenze e attualmente alla guida della Collaborazione NA62, è stato l’autore della prima analisi per la ricerca del canale K+ ₶+ νν a NA62, per poi diventare coordinatore del gruppo di lavoro che ha portato a questo risultato.