Siamo abituati a pensare al tempo come un ‘nastro’ costituito da passato, presente e futuro. Ma quello che vale nella nostra quotidianità potrebbe non essere una verità assoluta nel mondo delle particelle: per la prima volta un esperimento ha misurato direttamente l’eccezione alla simmetria del tempo.
L’esperimento BaBar, a Stanford, in California, ha mostrato che, come si pensava, il tempo nel mondo di atomi e particelle può essere più lento in una direzione o nell’altra. Non esiste, quindi una ‘freccia’ del tempo preferenziale, almeno per alcuni fenomeni.
La legge violata, conosciuta dai fisici come invarianza temporale T, prevede che nel mondo subatomico il tempo sia invariabile: così, se noi girassimo un film su due particelle che interagiscono e producono altre particelle più leggere, dovremmo poter rimontare il film al contrario e vedere che nello stesso tempo e allo stesso modo le particelle più leggere diventano quelle originali.
Nessuno sarebbe in grado di dire qual è il verso giusto per far scorrere i fotogrammi della pellicola ed osservare il film: è questa l’invarianza temporale. Era già noto e misurato indirettamente che in alcune condizioni potesse essere violata. Questa però è la prima osservazione diretta di questa violazione.
A queste ricerche ha partecipato anche l’Italia. “Abbiamo visto la violazione dell’invarianza temporale attraverso lo scambio di particolari stati iniziali e finali di mesoni B neutri”, spiega Roberto Calabrese, Università e Infn di Ferrara e coordinatore della collaborazione italiana BaBar.
“Abbiamo osservato che il mesone B0 si trasforma nel mesone B_ più velocemente di quanto un B_ si trasformi in B0. E’ stato emozionante verificare che l’invarianza temporale è violata, mentre la simmetria globale Cpt, come previsto teoricamente, resta valida”, ha aggiunto Calabrese.
Il ruolo dell’Italia al progetto è stato determinante: l’Istituto nazionale di fisica nucleare ha fornito un contributo pari al 20% fra persone e risorse finanziarie per la realizzazione dell’esperimento BaBar, una collaborazione internazionale cui partecipano centinaia di scienziati ed ingegneri da 74 università e laboratori americani ed europei.
In particolare hanno il marchio della ricerca e dell’industria italiana il grande magnete che incurva la traiettoria della particelle, prodotte nel cuore del rivelatore di BaBar e altre componenti fondamentali dello stesso rivelatore: il rivelatore di vertice e il rivelatore di muoni.