Speaker
Description
L’invarianza di Lorentz è alla base della relatività speciale e sembra essere una delle simmetrie fondamentali della natura. Tuttavia diversi esperimenti sono alla ricerca di segnali di violazione di questa simmetria e varie teorie considerano l’eventualità di una sua possibile “piccola” violazione ad alte energie, che potrebbe essere connessa con la struttura dello spazio-tempo. Questa possibilità è stata presa in considerazione anche nello studio della fisica dei neutrini, a partire dal lavoro di Coleman e Glashow del 1999.
Qui viene discusso un modello, da noi sviluppato, nel quale l’invarianza di Lorentz viene introdotta a partire da relazioni di dispersione modificate e fornendo un’origine di natura “geometrica” per queste relazioni. Per fare ciò, preservando una struttura metrica completa, è necessario utilizzare la
geometria di Finsler e delle funzioni omogenee (nel rapporto tra il momento e l’energia) per introdurre gli effetti desiderati di violazione dell’invarianza di Lorentz. Utilizzando il formalismo dei vierbein e ridefinendo adeguatamente le matrici gamma di Dirac e le funzioni d’onda degli spinori, siamo riusciti a costruire un modello consistente che preserva le simmetrie del Modello Standard (SU(3)xSU(2)xU(1)) e l’isotropia spaziale e nel quale sono, però, introdotte delle sorgenti di violazione dell’invarianza di Lorentz (LIV). In questa nostra versione del “Modello Standard esteso” non compaiono nuovi vertici di interazione e, dunque, le correzioni legate alla LIV sono di natura
“cinematica”. Le relazioni di dispersione modificate che si ottengono possono essere interpretate come una conseguenza della diversa interazione delle singole particelle con lo spazio tempo, in funzione del loro diverso momento. Ogni particella acquisisce, in funzione del suo momento, una propria velocità limite che può differire dalla velocità della luce nel vuoto c. L’impatto di queste modifiche sulla fisica dei neutrini è dovuto al fatto che, modificando le equazioni che regolano la propagazione dei neutrini, si introducono delle possibili correzioni nelle probabilità di oscillazione che governano il fenomeno delle oscillazioni di sapore. In particolare compaiono nelle suddette probabilità di oscillazione dei termini aggiuntivi (differenti da zero solo se si ipotizza effetti di violazione della LIV diversi per i diversi sapori dei neutrini), che rappresentano piccole correzioni
rispetto alla probabilità di oscillazione standard e che, diversamente da quest’ultima, sono proporzionali al prodotto LxE (dove E indica l’energia del neutrino ed L è la distanza tra il suo punto di produzione e quello di rivelazione). In un lavoro recentemente pubblicato abbiamo studiato dettagliatamente queste modifiche alle probabilità di oscillazione nel nostro modello per valori rilevanti dei parametri (valori elevati di L ed E) e abbiamo iniziato a discutere l’impatto di queste modifiche in diverse situazioni sperimentali di interesse fenomenologico (neutrini atmosferici di alta energia, loro possibile rivelazioni in esperimenti come JUNO; neutrini cosmici, con particolare
interesse per esperimenti come IceCube e Auger, con collegamento anche con gli studi a “multi-messageri”). Lo studio dettagliato di queste diverse situazioni è sviluppato in un lavoro che sarà pubblicato prossimamente. Nel frattempo abbiamo esteso lo studio del nostro modello in un altro
settore fenomenologico, quello delle interazioni forti e i risultati sono contenuto in un altro lavoro in
fase di stesura, nel quale abbiamo anche confrontato il nostro modello con altri modelli di LIV presenti in letteratura (come la “very special relativity” e la “double special relativity”) che prevedono correzioni analoghe alle nostre nel limite di alta energia, ma tipicamente non presentano una struttura geometrica soggiacente analoga alla nostra.
