Buchi neri supermassicci aiutano a misurare la massa del fotone

Utilizzando le osservazioni dei buchi neri supermassicci, un team internazionale di scienziati ha determinato il miglior limite sulla massa dei fotoni mai ottenuto.

Il risultato di questa ricerca è stato pubblicato sul numero di settembre della rivista specializzata Physical Review Letters.

In questo studio, Emanuele Berti, Paolo Pani, Vitor Cardoso, Leonardo Gualtieri e Akihiro Ishibashi, scienziati provenienti da Portogallo, Italia, Giappone e gli Stati Uniti hanno trovato un metodo che utilizza le osservazioni astrofiche per esaminare gli aspetti fondamentali del Modello Standard- vale a dire che i fotoni non hanno alcuna massa-  meglio di chiunque altro prima.

“Il test funziona così: se i fotoni avessero una massa, dovrebbero scatenare un’instabilità che farebbe ruotare tutti i buchi neri nell’Universo”, ha affermato Emanuele Berti, co – autore della ricerca.”Ma gli astronomi ci spiegano che i giganteschi buchi neri super-massicci nei centri galattici non stanno ruotando, quindi questa instabilità non può essere troppo forte. In realtà, la massa dei fotoni, se non avessero affatto massa, dovrebbe essere estremamente piccola”

“I fotoni ultraleggeri con una massa diversa da zero potrebbero produrre una ‘bomba di buco nero’: una forte instabilità che sarebbe in grado di estrarre l’energia dal buco nero molto velocemente”, ha spiegato Paolo Pani, il primo autore dello studio. “L’esistenza di tali particelle è limitata dall’osservazione dei buchi neri rotanti. Utilizzando questa tecnica, siamo riusciti a determinara il limite della massa del fotone a livelli senza precedenti: La massa dovrebbe essere 100 miliardi di miliardi di volte più piccola del limite presente sulla massa del neutrino, che è di circa due elettronvolt. “I risultati di questo studio possono essere utilizzati per indagare l’esistenza delle nuove particelle, come quelle che possibilmente contribuiscono alla materia oscura- ossia l’obbiettivo di una ricerca che utilizza il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra da cui è stata annunciata la scoperta rivoluzionaria del bosone di Higgs all’inizio di quest’anno.

“Questa scoperta ha riempito uno dei più importanti buchi nella nostra comprensione del Modello Standard della fisica delle particelle, perché spiega come le particelle ottengono la loro massa”, ha dichiarato Leonardo Gualtieri. “Tuttavia, non tutte le particelle hanno una massa. la fisica si sta sviluppando, esaminando ogni angolo delle nostre teorie comunemente accettate. Quindi, se crediamo che una particella non ha alcuna massa, è meglio che esaminiamo la nosta idea con esperimenti precisi.”

“Le osservazioni dei buchi neri super-massicci potrebbero fornire nuove intuizioni che non sono accessibili negli esperimenti di laboratorio. Forse queste nuove frontiere dell’astrofisica ci darà una comprensione più chiara dell’universo microscopico”, ha aggiunto Berti, secondo a quanto scrive Science Daily.