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SVT - Silicon Vertex Tracker (Tracciatore di Vertice al Silicio, 1999-2008)

Rivelatore di particelle elementari dell’esperimento BaBar

La teoria che descrive la natura delle particelle elementari prevede per ogni particella l’esistenza della sua anti-particella con alcune quantità di segno opposto (come la carica elettrica) ed altre uguali (come la massa). Ad esempio all’elettrone corrisponde un elettrone di carica positiva, detto positrone. L’insieme delle particelle costituisce la materia e l’insieme delle anti-particelle costituisce l’anti-materia. Al momento del Big Bang, l’evento che i fisici ritengono sia stato all’origine del nostro Universo, il numero di particelle era uguale al numero di anti-particelle. Il modello teorico, introdotto inizialmente da Nicola Cabibbo ed ampliato successivamente da Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa, prevede che le leggi fisiche distinguano la materia dall’anti-materia, generando dinamicamente una asimmetria tra loro. Oggi nell’Universo le anti-particelle non sono osservate. Che fine hanno fatto le anti-particelle prodotte all’origine dei tempi? È possibile che l’asimmetria tra materia e anti-materia prevista dal modello teorico spieghi l’assenza di anti-materia nell’Universo?

Tracciatore di Vertice al Silicio
Schema dell’acceleratore PEP-II con la posizione del rivelatore BaBar

Schema dell’acceleratore PEP-II con la posizione del rivelatore BaBar.


Per rispondere a questa domanda un team internazionale di circa 700 fisici e ingegneri ha lavorato allo sviluppo del progetto BaBar. Realizzato al collisionatore di particelle PEP-II dello “Stanford Linear Accelerator Center’” in California, BaBar ha studiato il comportamento di particolari particelle elementari, i mesoni B, e delle rispettive anti-particelle, i mesoni anti-B. Queste particelle sono prodotte negli urti fra il fascio di elettroni e quello di positroni circolanti in PEP-II.
Il rivelatore SVT è il componente centrale del rivelatore BaBar. Realizzato con un forte contributo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, è posizionato attorno a un tubo a vuoto dove avviene la collisione tra i fasci di elettroni e positroni ed è il luogo nel quale i mesoni B e anti-B sono generati. Tali mesoni si disintegrano molto rapidamente, producendo particelle che, attraversando il rivelatore BaBar, vengono rilevate e misurate.


L’esperimento, rivelatosi di grande successo, ha dimostrato sperimentalmente la validità del modello teorico. Nel 2008 il Nobel della Fisica è stato assegnato a Kobayashi e Maskawa, menzionando per nome BaBar nel comunicato stampa.
L’asimmetria misurata tra materia e anti-materia, per quanto in accordo con le previsioni del modello teorico, è comunque troppo piccola per spiegare il mistero della mancanza di anti-materia nell’Universo.

focus

Il nome BaBar viene dall’acronimo non ufficiale di “B Anti-B Asymmetric Research” (Ricerca dell’asimmetria B anti-B). BaBar è anche un personaggio della letteratura per l’infanzia, un piccolo elefantino che è diventato la mascotte dell’esperimento.

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