Una ricerca dell'Istituto di fisica nucleare dell'Accademia Ungherese delle Scienze sta mettendo in subbuglio la comunità scientifica mondiale. Conducendo esperimenti per trovare la materia oscura, un gruppo di ricercatori guidati dal professor Attila Krasznahorkay si è imbattuto in quella che la stampa sta definendo una quinta forza, che andrebbe ad aggiungersi alla gravità e alle forze elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole.
In realtà il professore Fabio Zwirner, fisico teorico dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell'Università di Padova, intervistato da Tom's Hardware Italia ci ha spiegato che "in realtà se fosse confermata questa sarebbe la sesta forza. Oltre alle quattro forze note prima del 2012 (elettromagnetica, forte, debole, gravitazionale), la scoperta del bosone di Higgs al Large Hadron Collider nel 2012 ha messo in evidenza una nuova forza che fa interagire il bosone di Higgs con i quark e i leptoni della Teoria Standard e che non è riconducibile alle precedenti. Ma è vero che questa forza sarebbe eventualmente più simile alle quattro tradizionali che a quella mediata dal bosone di Higgs".
In ogni caso, se la scoperta fosse confermata da prove scientifiche "sarebbe una scoperta di importanza fondamentale, che stimolerebbe sicuramente ulteriori sviluppi sia teorici che sperimentali. Ma prima di pensare seriamente ad una scoperta ci sono molte altre verifiche da fare, sia sperimentali che teoriche. Per il momento è meglio essere estremamente cauti" aggiunge Zwirner.
Andando per ordine, i risultati della ricerca ungherese sono stati pubblicati sul sito arXiv.org a fine 2015 e sostanzialmente non sono stati presi in considerazione dalla comunità scientifica. Lo stesso è accaduto quando a gennaio ci fu la pubblicazione su Physical Review Letters. Oggi tutti ne parlano, perché un gruppo di ricerca statunitense guidato da Jonathan Feng ha rielaborato i dati ungheresi ed è approdato alla conclusione che non sono in conflitto con nessun esperimento precedente. In altre parole Krasznahorkay e colleghi potrebbero avere scoperto la prova di una quinta forza.
Il professore Zwirner puntualizza che "il gruppo di teorici attorno a Feng si è posto la domanda se il risultato dell'esperimento ungherese e la sua interpretazione in termini di una nuova particella possano essere in contraddizione diretta con i risultati di altri esperimenti. La loro risposta è che ci può essere compatibilità, ma solo a patto che l'ipotetica nuova particella interagisca molto debolmente (con un'intensità dell'interazione pari a circa un millesimo di quella elettromagnetica) e lo faccia molto di più con i neutroni che con i protoni. Questo esclude per esempio una possibile interpretazione in termini di 'fotoni oscuri', una delle molte possibili spiegazioni del puzzle della materia oscura. La possibilità residua dopo l'analisi di Feng e collaboratori non è molto elegante teoricamente, ma non è esclusa in termini generali".
L'esperimento ungherese è stato condotto con uno spettrometro elettrone-positrone impiegato per osservare il decadimento del berillio 8. Durante le osservazioni si sono generate coppie di elettroni e positroni con traiettorie differenti da quelle previste. Secondo il gruppo di ricerca ungherese il fenomeno sarebbe la prova dell'esistenza di un bosone con una massa pari a 34 volte quella dell'elettrone (17 MeV). Un bosone "leggero" che sarebbe il testimone di una quinta forza.
In un articolo di ieri su Nature Krasznahorkay ribadisce di essere sicuro dei suoi risultati: "abbiamo ripetuto più volte l'esperimento per eliminare tutte le possibili cause d'errore: abbiamo ridotto una simile eventualità a una possibilità su 200 miliardi".
Per capire meglio, abbiamo chiesto al professore Zwirner se sia possibile che in territori già molto esplorati, come i decadimenti nucleari, saltino fuori cose nuove facendo test a energie basse come quelle dell'esperimento ungherese. "Nei casi in cui gli esperimenti a bassa energia compiano misure nuove o significativamente più precise di quelli precedenti e le incertezze, sia sperimentali che teoriche, possano essere tenute sotto controllo, questo non è affatto escluso; come scienziati dobbiamo essere aperti a tutte le possibilità; nel caso in cui, anche con probabilità bassa, ci sia la possibilità di risultati nuovi e significativi, va colta. Anche l'INFN include nei suoi programmi di ricerca esperimenti precisi a bassa energia che hanno il potenziale di scoprire 'nuova fisica' oltre la Teoria Standard".
Dato che gli esperimenti che coinvolgono il nucleo atomico sono molto delicati perché abbiamo una comprensione solo parziale di come si comporta, quanto è probabile che possano succedere cose che non ci aspettiamo?
"Il problema sta nel fatto che la Teoria Standard fornisce in linea di principio una teoria completa delle interazioni forti, che sono alla base della fisica nucleare, ma i nuclei atomici sono spesso sistemi troppo complicati per poter effettuare calcoli teorici di precisione confrontabile con quella dei dati sperimentali. I risultati sperimentali della Fisica nucleare si devono dunque spesso confrontare con modelli fenomenologici, che riflettono solo in parte la Teoria Standard, ed un'eventuale discrepanza potrebbe solo significare che il modello fenomenologico non funziona, non che la Teoria Standard deve essere modificata. È già successo in passato".
Gian Giudice, direttore del Dipartimento di fisica teorica del CERN, pur ammettendo che i dati meritino di essere controllati, ha dichiarato che se dovesse scommettere punterebbe sul fatto che "il risultato non reggerà le verifiche".
Il professore Zwirner è dell'idea che "il risultato sperimentale ha già passato un primo vaglio, quello dei referees di una rivista scientifica internazionale di ottima reputazione. Un secondo ed essenziale vaglio sarà effettuato da altri esperimenti, negli Stati Uniti e in Europa, che ripeteranno le misure o effettueranno misure complementari. Non escludo che il risultato della misura possa essere confermato. Ma anche in questa ipotesi ottimistica il punto più delicato sarebbe confermare anche l'interpretazione della misura: effetto di fisica nucleare 'standard' trascurato da una modellizzazione incompleta oppure evidenza di una nuova particella che media una nuova interazione? Penso che la prima ipotesi sia quella più probabile, ma dobbiamo seguire il metodo scientifico e verificare, proseguendo nella sperimentazione e nelle verifiche dell'affidabilità dei modelli usati per interpretare i dati sperimentali e della loro corrispondenza alla Teoria Standard".
Si prospetta un'estate molto calda, con i dati ancora da verificare sul piccolo eccesso locale registrato al CERN a fine 2015. Adesso si aggiunge anche una possibile forza aggiuntiva: restate sintonizzati.