Siamo tutti qui solo perché la realtà è un riflesso imperfetto di se stessa. A causa della mancanza di simmetria nell'universo, c'è molta materia disponibile per fondersi nei miliardi di galassie che vediamo oggi.
Per quasi un decennio, gli scienziati hanno raccolto dati dall'esperimento di fisica delle particelle Tokai to Kamioka (T2K) in Giappone. Sono diventati la prova più convincente dello squilibrio, che può aiutare a spiegare perché la materia non è scomparsa nel momento in cui è emersa.
Lo studio ha cercato differenze significative nel modo in cui le particelle quasi prive di massa chiamate neutrini cambiano forma rispetto alla loro particella “specchio”, gli antineutrini.
Ironia della sorte, i neutrini sono così piccoli che difficilmente esistono, scivolano oltre la maggior parte delle altre particelle senza interagire. Ma ciò che manca loro, si compongono in quantità enormi, accadendo un miliardo di volte più spesso delle particelle che si depositano insieme per formare atomi.
In effetti, questa abbondanza di neutrini, mescolata al loro strano comportamento e alle proprietà mutevoli, attrae i fisici che cercano una spiegazione per tutto, dalla materia oscura all'apparente squilibrio nei tipi di particelle che vediamo intorno a noi.
Molto tempo fa, quando l'universo era ancora un disordine caldo racchiuso in uno spazio minuscolo (ma in espansione), la condensazione dell'energia nelle particelle avrebbe dovuto produrre coppie di particelle con proprietà opposte.
Ciò significa che gli elettroni caricati negativamente sono apparsi accanto a gemelli di antimateria caricati positivamente chiamati positroni. Poiché la materia in combinazione con l'antimateria scompare nel raggio di radiazione, lo spazio non deve essere riempito con niente di più essenziale delle onde di luce.
Questo ovviamente non è il caso. Almeno non proprio. Abbastanza particelle di materia si sono attaccate insieme intorno a loro per creare alla fine cose come stelle, comete, bombe e graffette.
“La stessa quantità di materia e antimateria sono state create nell'universo primordiale, quindi una domanda importante in cosmologia è come siamo arrivati all'universo che vediamo oggi, dove la materia è dominante”, ha detto il fisico sperimentale Lindsay Bignell dell'ANU in Australia.
“Non abbiamo ancora un quadro completo di come ciò sia accaduto, ma sappiamo che la rottura della simmetria è una componente necessaria”, afferma Bignell.
Simmetria significa scambio di carica e parità, cambiamenti di particelle che avvengono in opposizione. Ad esempio, le cariche positive diventano negative quando le particelle diventano antiparticelle. Per quanto riguarda la parità, questo è uno spostamento di coordinate, non diversamente dal fatto che la tua mano sinistra è un'immagine speculare della tua destra.
La massa di dati in questo studio significa che possiamo essere più sicuri che mai che la rottura di questa importantissima simmetria è ciò che si trova dietro il modello osservato nei neutrini oscillanti.
Siamo ancora lontani da una risposta definitiva alla domanda sul perché la materia esista così com'è, e dovremo aspettare esperimenti futuri per determinare se questa particolare violazione aiuterà a spiegarlo. In caso contrario, potremmo dover aspettare una fisica completamente nuova.
Questo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
Fonti: Foto: Super Kamiokand Neutrino Detector. (Osservatorio Kamioka / ICRR / Università di Tokyo)
