L'esperimento NA62 del CERN, cui partecipa un gruppo di fisici dell'Ateneo federiciano e della Sezione di Napoli dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ha osservato per la prima volta un processo rarissimo che è previsto dalla teoria con grandissima precisione. La misura è stata presentata nel corso di un seminario al CERN, e potrebbe aprire un'importante via verso la nuova fisica oltre il Modello Standard delle particelle elementari.

L'osservazione di NA62 riguarda il decadimento di un kaone carico (K⁺) in un pione carico (p+) e due neutrini (nn-bar), un processo che avviene in meno di un caso su 10 miliardi di decadimenti della particella K⁺.  Questo decadimento è tra i processi più rari mai osservati nella cosiddetta fisica del sapore: secondo il Modello Standard, infatti, meno di un kaone carico su 10 miliardi decade in questo modo. NA62 ha misurato il decadimento con una significatività statistica di 5 sigma (5σ): questo significa che la probabilità che gli eventi osservati siano dovuti semplicemente a fluttuazioni statistiche del fondo è di 2x10-7.

Il risultato, atteso da decenni dalla comunità dei fisici teorici, è stato annunciato al pubblico in comunicati stampa dedicati sia dal CERN che dall'INFN. Si tratta del culmine di un progetto iniziato oltre dieci anni fa, raggiunto grazie a un rigoroso lavoro di raccolta e analisi dati. Il valore misurato per la frequenza del rarissimo processo stimola interesse fra i fisici: infatti, pur essendo ancora compatibile con il valore atteso entro le incertezze sperimentali, mostra una discrepanza con le previsioni del Modello Standard la cui natura dovrà essere chiarita nei prossimi anni con l'analisi di ulteriori dati in fase di raccolta.

L'Ateneo federiciano ha svolto un ruolo di primo piano in questa ricerca: il professore Fabio Ambrosino del Dipartimento di Fisica "Ettore Pancini", che in passato ha coordinato la partecipazione di tutti i fisici italiani all'esperimento, ricopre attualmente il ruolo di Deputy spokesperson della collaborazione internazionale che vede circa 200 fisici da Europa, Stati Uniti, Canada, Messico e Russia. Inoltre uno dei principali artefici dell'analisi dei dati è Renato Fiorenza, dottorando del gruppo di Napoli che ha lavorato per oltre quattro anni allo studio del rarissimo processo. Il ruolo del gruppo INFN di Napoli, coordinato da Marco Mirra, è stato cruciale in tutte le fasi del progetto, dalla proposta di esperimento sottoposta al CERN fino al risultato odierno.

Gli autori della ricerca del gruppo NA62 Napoli sono Professori e Ricercatori del Dipartimento di Fisica "Ettore Pancini", dell'INFN -Sezione di Napoli e dottorandi della Scuola Superiore Meridionale (SSM) : F. Ambrosino (UniNA-INFN), R. Fiorenza (SSM-INFN), M. Francesconi (INFN), R. Giordano (UniNA-INFN), P. Massarotti (UniNA-INFN), M. Mirra (INFN), M. Napolitano (UniNA-INFN), I. Rosa (SSM-INFN), G. Saracino (UniNA-INFN).

Link CERN press release: https://home.cern/news/press-release/physics/na62-experiment-cern-observes-ultra-rare-particle-decay