Presentazione realizzata per la conferenza nazionale "Express Yourself" 2015 Autore: Paolo Massarotti Dipartimento di Fisica Università degli Studi di Napoli Federico II

1. Cosa ci dicono le particelle
strane?
Paolo Massarotti
Università degli studi di Napoli “Federico II” e
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare sez. Napoli

2. Il Modello Standard
Il “Modello Standard” delle interazioni fondamentali
descrive come i costituenti fondamentali della materia si
comportano e come si combinano per formare tutti i tipi di
particelle note.
Uno degli ultimi “tasselli” fondamentali, e predetti dal
modello, è stato scoperto recentemente al CERN:
il Bosone di HIGGS
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3. Il Modello Standard
Il Modello Standard è come un libretto di istruzioni di una
costruzione lego,
indica
quanti e quali sono i costituenti della materia (quanti e quali
sono i pezzi a disposizione);
come sono messi insieme per ottenere un certo processo,
(una certa costruzione);
come si possono mettere insieme e come no.
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4. Il Modello Standard
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5. Il Modello Standard
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6. Il Modello Standard
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7. Il Modello Standard
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9. Cosa sono le particelle strane?
Le prime osservazioni delle particelle strane si ebbero nel
1947 quando Rochester e Butler osservarono tracce a
forma di V provocate da eventi dovuti a raggi cosmici…
Quando si raggiunse una tecnologia tale da produrre
queste nuove particelle in laboratorio, si vide che esse si
comportavano in modo strano:
sono prodotte con alta probabilità e hanno vite medie più
lunghe di quanto ci si aspettasse!
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10. Cosa sono le particelle strane?
Le prime osservazioni delle particelle strane si ebbero nel
1947 quando Rochester e Butler osservarono tracce a
forma di V provocate da eventi dovuti a raggi cosmici…
Quando si raggiunse una tecnologia tale da produrre
queste nuove particelle in laboratorio, si vide che esse si
comportavano in modo strano:
sono prodotte con alta probabilità e hanno vite medie più
lunghe di quanto ci si aspettasse!
NON erano in nessuna pagina del libretto di istruzione!!!!
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12. Contributo delle particelle strane alla
definizione del Modello Standard
Scoperta delle particelle strane, prima osservazione di quark non presenti nella
materia ordinaria: [Nature 160 4077 (1947) 855]
q - t puzzle: primo indizio di violazione di P[Phys. Rev. 104 (1956) 254]
Scoperta della violazione ci CP nel settore dei K0[Phys. Rev. Lett. 13 (1964) 138]
Predizione del quark c per spiegare il basso rapporto di decadimento del canale
𝐾 𝐿→𝜇+ 𝜇− [Phys. Rev. D 2 (1970) 1285]
Prima evidenza della violazione diretta di CP nel settore dei K0 (NA31@ CERN) [Phys.
Lett. B 206 (1988) 169]
Misura della violazione diretta di CP nel settore dei K0 (NA48@CERN, KTeV@FNAL)
ℛ𝑒(𝜀′/𝜀)=16.8±1.4×10−4 [Phys. Lett. B 544 (2002) 97, Phys. Rev. D 83 (2010) 092001]
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13. Nobel per le particelle strane
Negli anni lo studio delle particelle strane ha permesso di
raggiungere una profonda comprensione della fisica delle
interazioni fondamentali portando, nel 1980, Cronin e Fitch
e contribuendo a portare, nel 2008, Kobayashi e Maskawa
al conseguimento del premio Nobel per la Fisica.
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14. Nobel per le particelle strane
Negli anni lo studio delle particelle strane ha permesso di
raggiungere una profonda comprensione della fisica delle
interazioni fondamentali portando, nel 1980, Cronin e Fitch
e contribuendo a portare, nel 2008, Kobayashi e Maskawa
al conseguimento del premio Nobel per la Fisica.
Una nuova pagina del libretto di istruzione era stata scritta…
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15. …dove siamo arrivati…
Dopo un lungo percorso durato circa 50 anni…
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16. …dove siamo arrivati…
Dopo un lungo percorso durato circa 50 anni…
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17. …dove siamo arrivati…
…il grado di precisone del Modello Standard è diventato
elevatissimo
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18. Ora che molte pagine del libretto di istruzioni sono state
scritte si cerca una maniera per scriverne altre.
Una maniera per farlo consiste nel cercare quei processi
che sono predetti con grande precisione ma che sono
molto rari, ultrarari.
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Particelle strane come verifiche del Modello Standard

19. Particelle strane come verifiche del Modello Standard
Ora che molte pagine del libretto di istruzioni sono state
scritte si cerca una maniera per scriverne altre.
Una maniera per farlo consiste nel cercare quei processi
che sono predetti con grande precisione ma che sono
molto rari, ultrarari.
Si fa questo per cercare se e dove sul libretto c'è
“qualcosa che non funziona” e quindi se si possono
scrivere nuove pagine!
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20. Esperimento NA62

21. Esperimento NA62
L’esperimento NA62 alla North Area del CERN ha come
scopo la misura di un decadimento ultrararo (≈10-11) di una
particella strana, con una precisione del 10%
K+ p+nn
Come trovare un ago in un pagliaio sapendo che per ogni 100
miliardi di fili di paglia ci dovrebbe essere un ago…
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23. Un enorme sforzo tecnologico è stato portato a termine per la
realizzazione degli apparati di misura.
Il dipartimento di Fisica dell’Università “Federico II” e la sezione INFN di
Napoli sono impegnate nell’esperimento NA62 che ha iniziato la presa
dati (a raccogliere paglia) l’anno passato. La prossima presa dati è
prevista questa estate.
Esperimento NA62
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24. Rimpariamo a sorprenderci come se
fossimo bambini…

25. Processi elementari
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