Rosemary Fowler scopre il comportamento dei Kaoni su una diapositiva fatta ad una lastra di emulsione per lo studio dei raggi cosmici. Dopo di lei il CERN sperimenta l’asimmetria della materia negli acceleratori di particelle

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I Kaoni, anche detti Mesoni sono una fonte di informazioni sulla natura delle interazioni tra materia e anti-materia. La scoperta dei Kaoni fu intrapresa nel bivio di un’altra grande scoperta, quella che indagava il comportamento dei raggi cosmici. Siamo nel 1947 e in un laboratorio dell’Università di Bristol, il gruppo di ricerca denominato CF Powell, Rosemary Brown – Fowler fa una sbalorditiva scoperta: la piastra che conteneva emulsione allo scopo di studio dei raggi cosmici che fotografò e fu denominata poi piastra “k-track” testimonia il decadimento di tre pioni di kaone.

Particelle quark e antimateria: il Kaone

Il Kaone in fisica è un gruppo di quattro mesoni caratterizzati da un numero quantico definito Strangeness, che è una proprietà che esprime il decadimento delle particelle nelle interazioni che si verificano in un arco di tempo breve. Le particelle possono essere legate tra loro in modelli quark che fanno interagire tra loro particelle quark e antiquark. Queste combinazioni riescono a spiegare il comportamento di materia e anti-materia, in contesti lontani dalla fisica terrestre come quello che si presenta nei raggi cosmici.

La piastra K-track

Nella piastra “k-track” sono stati osservati per la prima volta interessanti fenomeni che aprirono le porte allo studio dell’anti-materia. Il gruppo di ricerca CF Powell, di cui faceva parte Rosemary Fowler e la collega Minnie van der Merw, fu insignito del Premio Nobel a seguito di questa importante scoperta, che fu antesignana degli attuali strumenti di studio di particelle non terrestri come gli acceleratori di particelle. In tale scoperta, a distanza di decenni, è ancora racchiuso in segreto che si cela dietro l’idea che le leggi della natura osservate sulla Terra non aderiscono a modalità di lavoro simmetriche o necessariamente consequenziali.

L’asimmetria della materia esposta ai raggi cosmici

Rosemary Fowler, nata Brown, era una studentessa di dottorato di 22 anni quando scopri il Kaone, ma presto abbandonò la carriera accademica per dedicarsi alla cura dei figli avuti dal collega Peter Fowler. Il fenomeno che genera l’asimmetria materia-antimateria, nel quale si possono riscontrare i comportamenti della materia esposta ai raggi cosmici, è stata oggetto di studio negli anni 2000 nei del CERN nell’esperimento NA48.

L’esperimento del CERN che seguì la scoperta di Rosemary Fowler: la violazione diretta di CP

NA48 faceva parte di una serie di esperimenti che studiavano i kaoni, condotti nell’area nord del super sincrotone protonico del CERN, e condusse alla scoperta del fenomeno di violazione diretta di CP – o simmetria di parità di coniugazione di carica, che afferma che le leggi della fisica dovrebbero essere le stesse (le medesime per ciascuna particella) quando una particella viene scambiata con la sua antiparticella simmetrica (simmetria C). Nello stesso momento le sue coordinate spaziali sono invertite generando la simmetria specchio o simmetria P.

Author: Claudia Sistelli

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