Dal Modello Standard al Modello Left-Right Simmetrico: una panoramica sui meccanismi seesaw per la generazione della massa del neutrino

Il Modello Standard della fisica delle particelle fornisce una descrizione estremamente accurata delle interazioni fondamentali e delle particelle elementari, sostenuta da numerose conferme sperimentali. Nonostante il suo successo, presenta limiti significativi: non include la gravitazione, non dà spiegazione alla materia oscura, non giustifica l’asimmetria barionica dell’Universo e, soprattutto, non prevede masse per i neutrini. Le oscillazioni dei neutrini osservate sperimentalmente richiedono invece masse non nulle, rendendo necessaria un’estensione del modello. In questo elaborato viene discussa una panoramica dei meccanismi seesaw, soluzioni teoriche eleganti che spiegano la piccolezza delle masse dei neutrini tramite l’introduzione di nuovi gradi di libertà molto pesanti. Dopo un’introduzione alle teorie di campo efficace e al ruolo dell’operatore di Weinberg, vengono analizzati i meccanismi seesaw di tipo I, II e III e la loro struttura comune, che collega naturalmente la scala delle nuove masse a quella dei neutrini osservati. Particolare attenzione è dedicata al Modello Left–Right Simmetrico, un’estensione del Modello Standard che ripristina la simmetria Left-Right a energie elevate e incorpora in modo naturale i meccanismi seesaw di tipo I e II. Sono infine presentati i principali vincoli sperimentali su questo modello, provenienti sia dalla energy frontier (collisioni ad alta energia e ricerca di nuove particelle pesanti) sia dalla intensity frontier (processi rari come il decadimento doppio beta senza neutrini ed esperimenti di conversione). Questa rassegna evidenzia come il settore dei neutrini rappresenti una finestra privilegiata verso la fisica oltre il Modello Standard.