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venerdì 10 aprile 2009

Il ritorno degli assioni

Non è il seguito di un film di fanta-horror di anta anni fa, ma il ritorno improvviso di una particella teorica molto particolare. Partiamo dall'inizio:
L'interazione forte, come mostrato da Gerardus 't Hooft, possiede una struttura che, in principio, consente la violazione delle simmetrie CP: coniugazione di carica (scambio tra particella e corrispondente antiparticella) e parità (inversione delle coordinate spaziali). Tale violazione dovrebbe indurre un momento di dipolo elettrico nel neutrone, che però non è stato ancora osservato: ciò vuol dire che l'effetto è estremamente debole o assente. All'interno delle equazioni del Modello Standard, comunque, compare un termine che è responsabile di tale violazione.
Nel 1977 Roberto Peccei e Helen Quinn hanno proposto una soluzione matematicamente più elegante al problema, e che richiama ancora una volta il concetto di rottura di simmetria: l'idea, molto semplice in sé, è quella di trattare il termine di cui sopra come una vera e propria particella, chiamata assione da Frank Wilczek.
L'assione, come la particella predetta da Higgs con un meccanismo che non dovrebbe essere molto differente, è un bosone, ovvero una di quelle particelle messaggero che trasportano le interazioni e le informazioni nell'universo del Modello Standard.
Come per ogni particella teorica prevista, è partita la caccia anche per gli assioni: uno dei primi esperimenti ad interessarsi alla sua ricerca è PVLAS, esperimento ideato nel 1986 da Luciano Maiani, Roberto Petronzio, Emilio Zavattini. Nel 2007, però, Carlo Rizzo e colleghi del CNRS in un articolo caricato su arXiv, No light shining through a wall, asseriscono che le conclusioni dell'esperimento italiano (la massa dell'assione doveva essere intorno a 1-1.5 MeV) erano errate (vedi anche Experimental observation of optical rotation generated in vacuum by a magnetic field). Eppure gli assioni sembrano tornare alla ribalta con alcune recenti evidenze sperimentali.