San Francisco Frontiers - Misura ultra precisa fissa un nuovo banco di prova per la fisica

Un nuovo banco di prova per la teoria di riferimento della fisica contemporanea: ecco cosa rappresenta la nuova misura eseguita con una precisione record (che sarà imbattibile per molti anni a venire) della cosiddetta anomalia magnetica del muone, una particella fondamentale simile all'elettrone ma circa 200 volte più massiccia. Il risultato, in via di pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters, è stato ottenuto dall'esperimento Muon g-2, ospitato dal Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e condotto da una vasta collaborazione internazionale cui contribuiscono numerosi ricercatori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Il risultato, presentato nel corso di un seminario scientifico al Fermilab, concorda con quelli pubblicati nel 2021 e nel 2023, ma è stato ottenuto con una precisione molto maggiore: 127 parti per miliardo, un valore che addirittura supera l'obiettivo del progetto sperimentale originale pari a 140 parti per miliardo. I muoni, protagonisti dell'esperimento Muon g-2, possiedono la proprietà quantistica chiamata 'spin', che li rende simili a piccoli magneti: in presenza di un campo magnetico esterno, eseguono un moto rotatorio detto di precessione, simile a quello di una trottola inclinata rispetto a un asse verticale. La velocità di precessione dipende dalle proprietà del muone, descritte da un numero chiamato 'fattore g', a cui quasi cento anni fa i fisici teorici attribuirono un valore pari a 2 sulla base di quanto descritto dal Modello Standard delle particelle elementari. Ben presto, però, le misurazioni sperimentali dimostrarono che g si discostava leggermente da 2 (era appena più grande), a causa di una quantità nota come anomalia magnetica del muone. Misurare questa anomalia con altissima precisione è l'obiettivo dell'esperimento Muon g-2: l'ultimo valore sperimentale ottenuto al Fermilab si basa sull'analisi degli ultimi tre anni di presa dati, dal 2021 al 2023, combinati con i risultati pubblicati precedentemente. La misura tiene conto di una statistica quasi venti volte più grande rispetto alla prima pubblicazione nel 2021, e ne conferma il valore con un'incertezza quattro volte inferiore. "Come è stato per decenni, l'anomalia magnetica del muone continua a essere un banco di prova stringente per il Modello Standard", commenta Marco Incagli, fisico della Sezione di Pisa dell'Infn e co-spokesperson di Muon g-2. "Il nuovo risultato sperimentale, grazie alla precisione raggiunta, getta nuova luce su questa teoria fondamentale e costituirà il punto di riferimento per qualsiasi calcolo teorico futuro".

J.Martinez--SFF