NUOVA FISICA

Il modello standard descrive in modo soddisfacente il comportamento delle particelle elementari e di tre delle quattro forze fondamentali della natura, tuttavia non è una teoria completa: per citare solo alcune delle sue lacune, non descrive l’interazione gravitazionale, non spiega la natura della materia oscura e dell’energia oscura, l’asimmetria tra materia e antimateria e l’oscillazione dei neutrini. Oltre a questo, alcuni esperimenti recenti hanno messo in luce l’esistenza di alcune “anomalie”, ossia piccole discrepanze tra le previsioni del modello e le osservazioni sperimentali, al momento non spiegabili. L’insieme di questi problemi aperti, nel suo complesso, è definito con l’acronimo BSM (Physics beyond the Standard Model, ossia fisica oltre il modello standard).

Più in generale, quando ci si riferisce alla ricerca di particelle o fenomeni sconosciuti, non previsti dalle teorie fisiche oggi accettate, si parla della ricerca di “nuova fisica”, che costituisce un importante filone di ricerca teorica e sperimentale della fisica contemporanea, in particolare nell’ambito della fisica delle particelle. In certi esperimenti, come quelli in corso all’acceleratore LHC del CERN di Ginevra, si può dire anzi che la ricerca di nuova fisica rappresenti oggi l’obiettivo principale, sia attraverso la verifica dettagliata delle anomalie già osservate, sia mediante la ricerca di nuove particelle.
Alla ricerca sperimentale si affianca un’intensa attività teorica: negli ultimi decenni i fisici teorici hanno formulato una grande quantità di modelli che tentano di descrivere in modo coerente ciò che non è spiegabile attraverso il modello standard. Tra le tante ipotesi avanzate, vale la pena citare quella della “supersimmetria” (formulata già negli anni settanta dello scorso secolo), secondo cui a ciascuna particella nota dovrebbe corrispondere un “partner supersimmetrico”. Uno dei punti forti della supersimmetria, che l’ha resa molto popolare per un lungo periodo, è che sarebbe in grado di spiegare in modo efficace diversi problemi aperti della fisica fondamentale: per esempio, alcune particelle supersimmetriche sarebbero candidate perfette per costituire la materia oscura. Tuttavia, nonostante decenni di ricerche sperimentali, a oggi non si è registrato ancora nessun indizio dell’osservazione di “super-particelle”.

Le particelle del modello standard (suddivise in bosoni e fermioni) e i loro rispettivi s-partner. (©Asimmetrie-Infn)