Alessandro Strumia
Progetto ERC Advanced Grant (ERC-ADG-2014): NEO-NAT: Understanding the mass scales in nature
Alessandro Strumia, professore associato presso il Dipartimento di Fisica, è il Principal Investigator del progetto “NEO-NAT: Understanding the mass scales in nature” finanziato con 1.876.215,30 euro dallo European Research Council. L'obiettivo generale del progetto è quello di esplorare nuove idee per capire perché ci sono scale di massa molto diverse in natura.
Sintesi del contesto
Gli esperimenti al Large Hadron Collider (LHC) hanno scoperto il bosone di Higgs ma non hanno confermato quello che era il paradigma teorico dominante. Infatti, molti teorici si aspettavano che l’Higgs dovesse esistere accompagnato da particelle supersimmetriche o da qualche altra nuova fisica capace di spiegare perché la massa dell’Higgs (che controlla la massa di tutte le altre particelle elementari del Modello Standard delle Interazioni Fondamentali) è 17 ordini di grandezza minore della massa di Planck (al di sopra della quale ogni particella elementare diventa un buco nero, secondo la Relatività Generale e la Meccanica Quantistica). Questa enorme separazione fra le due scale permette l'esistenza di oggetti costituiti da molte particelle, ma rimane ad oggi non capita.
Il risultato sperimentale di LHC è semplice ma sorprendente – sorprendente nella sua semplicità. L’assenza di nuova fisica capace di mantenere l’Higgs “naturalmente” leggero è ora considerato un problema serio. Forse non è esagerato vedere un parallelo tra gli attuali risultati negativi di LHC e i risultati negativi dell'esperimento di Michelson-Morley, che nel 1887 non confermò l’esistenza dell’etere aprendo una crisi poi risolta dalla relatività. Le crisi in fisica possono portare al progresso.
Obiettivi, risultati e impatto
L'obiettivo generale del progetto è lo sviluppo di nuove idee non convenzionali che possano spiegare l’esistenza in natura di scale enormemente separate, e l'identificazione dei segnali sperimentali di tali idee teoriche. Le ricerche condotte dal PI e dai membri del team di ricerca dimostrano è possibile andare oltre lo stato dell’arte ottenendo progressi concreti. I primi risultati generati dal progetto di ricerca sono descritti in alcune decine di pubblicazioni, alcune delle quali reperibili a questo link.
Il progetto affronta da un punto di vista teorico una questione di fisica fondamentale, pertanto i suoi risultati possono avere un significativo impatto scientifico. Il potenziale impatto pratico sarebbe quello tipico della fisica. Nel secolo scorso la fisica fondamentale ebbe un importante impatto socio-economico, quando arrivò a capire che la materia è costituita da pochi tipi di particelle (quelle stabili). Le successive scoperte di nuove particelle instabili hanno avuto solo un impatto indiretto. Il progetto comprende anche lo studio della materia oscura, che costituisce una frazione maggiore della massa totale dell'universo rispetto alla materia normale, e che potrebbe essere una qualche nuova particella stabile ancora sconosciuta. Capire cosa è la materia oscura potrebbe avere ancora una volta un impatto diretto, a seconda di quale sarà la risposta.
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