INFN-LNF Laboratori Nazionali di Frascati
KLOE-2 è il principale esperimento di fisica delle particelle elementari presso i Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) e rappresenta la prosecuzione dell’esperimento KLOE che ha preso dati negli anni fra il 2000 ed il 2006 al collisore elettrone-positrone DAΦNE, la “fabbrica” di mesoni ϕ dei LNF.
KLOE ha dato un contribuito fondamentale alla comprensione di vari interrogativi della fisica moderna, tra cui lo studio dell’importante meccanismo del mescolamento dei quark nel Modello Standard tramite la cosiddetta matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, effettuando la misura più precisa di uno degli elementi di questa matrice. Un altro tema a cui KLOE ha contribuito in maniera significativa è stata la misura della sezione d’urto adronica a bassa energia, particolarmente importante per lo studio del momento magnetico anomalo del muone (g-2) e per la sua predizione più precisa (al livello di una parte su un milione) nell’ambito del Modello Standard, a tutt’oggi non in completo accordo con le misure sperimentali di g-2, lasciando spazio all’ipotesi di possibile nuova fisica in questo settore.
Per maggiori approfondimenti: http://www.lnf.infn.it/kloe/forpublic/
KLOE-2 con un rivelatore migliorato mediante l’aggiunta di nuovi elementi realizzati con tecnologie d’avanguardia ha l’obiettivo di ampliare ed estendere il programma originario di fisica di KLOE. Fra le principali linee di ricerca
di KLOE-2 ci sono lo studio dei decadimenti dei mesoni leggeri, quali K ed η prodotti a DAΦNE, lo studio delle interazioni forti a bassa energia e la ricerca di nuove particelle esotiche come possibile manifestazione della materia oscura.
Di particolare rilievo è la possibilità di studiare i decadimenti delle coppie di mesoni K neutri in uno stato “entangled” che consente raffinatissime verifiche della meccanica quantistica e di mettere in evidenza spettacolari fenomeni di interferenza quantistica. L’entanglement dei mesoni K consente inoltre di verificare con una precisione molto elevata le simmetrie discrete fondamentali della Natura, fra cui la simmetria CPT, cioè l’invarianza per la successione di trasformazioni di coniugazione di carica (C), di riflessione spaziale (o parità) (P) ed inversione temporale (T).
L’osservazione di minuscole violazioni di questa simmetria implicherebbe la necessità di rivedere gli attuali fondamenti della fisica e fornirebbe la prima indicazione sperimentale per una teoria quantistica della gravità che riconcili la teoria della relatività generale di Einstein con la Meccanica Quantistica.
KLOE-2 ha concluso con successo nel 2018 la sua presa dati osservando i prodotti di decadimento di circa 16.5 miliardi di mesoni ϕ.
Questo risultato è stato ottenuto in poco più di tre anni di presa dati grazie all’implementazione di un innovativo schema di interazione dei fasci a DAΦNE che ne ha consentito l’incremento delle prestazioni.
I dati acquisiti da KLOE e KLOE-2 costituiscono un campione di dati unico, ricco di fisica, ed il più grande mai raccolto ad un collisore elettrone-positrone operante al picco della risonanza ϕ. In totale esso corrisponde alla produzione di circa 24 miliardi di mesoni ϕ i cui decadimenti includono circa 8 miliardi di coppie di mesoni K neutri e circa 300 milioni di mesoni η.
L’analisi di questa considerevole mole di dati è tuttora in corso e continuerà negli anni a venire a produrre nuovi ed interessanti risultati di fisica.