Uno studio pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters rivela nuovi e inaspettati indizi sul comportamento dei neutrini. Il lavoro è stato condotto dal Dott. Antonio Palazzo, ricercatore del Dipartimento Interateneo di Fisica dell’Università di Bari e incaricato di ricerca dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), in collaborazione con il Dr. Sabya Chatterjee, ricercatore postdoctoral presso l’IPPP (Institute for Particle Physics Phenomenology) dell’Università di Durham. I risultati del lavoro sono stati presentati dal Dott. Palazzo in occasione della conferenza virtuale NeuTel 2021, uno dei maggiori appuntamenti internazionali nel campo della fisica del neutrino.
Il nuovo studio dimostra come, dall’interpretazione teorica dei più recenti dati raccolti dai due esperimenti T2K e NOvA, nei quali intensi fasci di neutrini vengono osservati prima e dopo l’attraversamento di centinaia di chilometri di crosta terrestre, emergano quelle che potrebbero essere le prime tracce di nuove interazioni dei neutrini. Tali Interazioni, infatti, sembrano avere caratteristiche differenti da quelle previste dal cosiddetto Modello Standard, la teoria comunemente accettata per la descrizione delle particelle elementari e delle loro interazioni.
Come spiega il Dott. Palazzo: “I nuovi dati di T2K e NOvA mostrano una discrepanza inattesa con il Modello Standard. Questo comportamento anomalo può essere spiegato assumendo l’esistenza di nuove interazioni dei neutrini che introducono violazioni addizionali della conservazione del cosiddetto flavor leptonico e della simmetria CP rispetto a quanto è già stato osservato nella propagazione dei neutrini nel vuoto”. Il Dott. Palazzo prosegue: “I due esperimenti hanno una differente sensibilità agli effetti di materia per via della diversa distanza percorsa dai neutrini (295 km in T2K e 810 km in NOvA) e sono quindi complementari e sinergici nella ricerca di nuove interazioni. L’indicazione da noi evidenziata potrà essere testata da nuovi dati raccolti dai medesimi esperimenti T2K e NOvA e, tra alcuni anni, dai loro successori T2HK e DUNE. Inoltre, anche i neutrini atmosferici rivelati nei grandi telescopi per neutrini KM3NeT e IceCube potranno fornire informazioni preziose a riguardo.”
“Se l’esistenza di nuove interazioni fosse confermata” – conclude il Dott. Palazzo – “ci troveremmo di fronte ad una scoperta di estrema importanza. Infatti, si tratterebbe di un segnale concreto di fisica oltre il Modello Standard, che comporterebbe l’esistenza di nuove particelle mai osservate prima d’ora, mediatori delle nuove interazioni. Una possibilità semplice ed elegante è costituita da nuovi bosoni vettori (detti Z’). Questi ultimi potrebbero essere prodotti ed osservati negli esperimenti ai collisori di particelle come LHC al CERN. E non è tutto qui: infatti, le nuove interazioni dei neutrini, violando la simmetria CP, potrebbero avere avuto un ruolo nel generare l’asimmetria tra materia e antimateria presente nel nostro Universo, la quale ha permesso la formazione di galassie, stelle, pianeti e, in definitiva, l’esistenza della vita su (almeno uno) di essi!”
Articolo: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.051802