Coelum Astronomia 203 - 2016 - Page 16

Una quinta forza fondamentale

di Davide Coero Borga - Media INAF

Se confermata, la scoperta di una nuova forza fondamentale, che si aggiunge alle quattro già conosciute – gravità, elettromagnetismo, interazione nucleare forte e debole – potrebbe fornire la chiave per la comprensione della materia oscura nell’Universo.

In fisica, quando si parla di interazioni fondamentali si intendono quelle forze e reciprocità della natura che permettono alla scienza di descrivere i fenomeni fisici a tutte le scale di distanza e di energia. Ne segue che non c’è fenomeno naturale riconducibile ad altre forze se non le quattro individuate e che ben conosciamo: l’interazione gravitazionale, le forze elettromagnetiche, l’interazione nucleare debole e la sua controparte che definiamo forte.

Recenti scoperte minano alle basi queste nostre convinzioni e indicano come possibile la scoperta di una particella subatomica prima sconosciuta e che potrebbe essere la prova tangibile di una quinta forza fondamentale della natura. Lo studio pubblicato su Physical Review Letters l'11 agosto scorso porta la firma dei fisici dell’Università della California, sede di Irvine.

«Se i nostri risultati venissero confermati, ci troveremmo di fronte a una rivoluzione», spiega Jonathan Feng, docente di fisica e astronomia, fra i firmatari dell’articolo. «Per decenni abbiamo concentrato il nostro lavoro su quattro forze fondamentali: gravità, elettromagnetismo, interazione nucleare forte e debole. Una quinta forza cambia completamente la nostra concezione dell’Universo, con pesanti conseguenze sull’unificazione delle forze e la presenza di materia oscura».

I fisici californiani sono dapprima inciampati su un interessante studio dell’Accademia Ungherese delle Scienze, incentrato sulla ricerca di fotoni oscuri – dark photons – indicatori della elusiva materia oscura che secondo le recenti teorie costituirebbe circa l’85 percento della massa dell’Universo che conosciamo. Lo studio degli ungheresi ha rilevato un’anomalia di decadimento radioattivo, indice di una particella di luce 30 volte più pesante di un elettrone.

Non c’erano gli elementi per affermare che si trattasse di una nuova forza. Ma, in seguito, grazie al lavoro dei ricercatori dell’Università della California, che oltre allo studio ungherese hanno analizzato altri esperimenti analoghi per capire se l’anomalia si presentasse regolarmente o meno,

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