Dic 24

Un balzo gigantesco per il bosone di Higgs

Entrambi gli esperimenti ATLAS e CMS hanno mostrato una solida evidenza che la nuova particella scoperta nel luglio 2012 assomiglia sempre più al bosone di Higgs, dimostrando anche che essa decade in particelle note come leptoni tau, una variante molto pesante degli elettroni.

Perché questo è cosi importante? CMS e ATLAS hanno già dimostrato che il nuovo bosone è proprio
un certo tipo di bosone di Higgs. In questo caso, la teoria prevede che dovrebbe decadere in diversi tipi di particelle. Finora, il decadimento nei bosoni W e Z, come anche in fotoni, era stato ben stabilito. Ora per la prima volta entrambi gli esperimenti mostrano l’evidenza che decade anche in leptoni tau.

Il decadimento di una particella assomiglia molto al cambio di una moneta. Se il bosone di Higgs fosse una moneta da un euro, ci sarebbero molti modi di cambiarla con monete di taglio più piccolo ma, finora, la macchina di cambio sembra cambiarle solo in alcuni modi particolari. Ora si è scoperto un altro nuovo modo di effettuare questo cambio.

CMS-Htautau1

Uno degli eventi raccolti dalla collaborazione CMS avente le caratteristiche previste dal decadimento del bosone di Higgs del Modello Standard in una coppia di leptoni tau. Uno è il decadimento di un tau in un muone (linea rossa) e neutrini (non visibili nel rivelatore), mentre l’altra tau decade in un adrone carico (torri blu) e un neutrino. Ci sono anche due getti di particelle in avanti (torri verdi) [Fonte: CERN].

Ci sono due classi di particelle fondamentali, chiamate fermioni e bosoni a seconda del loro spin, il valore del loro momento angolare. Le particelle di materia (come tau, elettroni e quark) appartengono alla famiglia dei fermioni. Dall’altra parte, le particelle associate alle varie forze che agiscono su questi fermioni sono i bosoni (come i fotoni che sono il tramite della forza elettromagnetica e i bosoni W e Z, che sono il tramite dell‘interazione elettrodebole).

L’esperimento CMS ha già messo in evidenza il decadimento del bosone di Higgs in due fermioni l’estate scorsa con un segnale di 3.4 sigma quando si combinano i canali tau e quark b. Un sigma corrisponde ad una deviazione standard, la grandezza delle potenziali fluttuazioni statistiche. Sono necessari tre sigma per sostenere una evidenza, mentre cinque sigma sono di solito richiesti per una scoperta.

Per la prima volta siamo di fronte alla chiara evidenza di un singolo canale – e due esperimenti l’hanno prodotta indipendentemente. L’esperimento ATLAS ha evidenziato un segnale di 4.1 sigma per il solo canale tau, mentre CMS ha ottenuto 3.4 sigma, entrambi dando una forte evidenza che questo particolare tipo di decadimento accade.

Con questi nuovi risultati, gli esperimenti hanno stabilito una ulteriore proprietà che era prevista per il bosone di Higgs del Modello Standard. Ciò che rimane da chiarire è il tipo esatto di bosone di Higgs con cui abbiamo a che fare. È davvero il tipo più semplice associato al Modello Standard? O abbiamo scoperto un altro tipo di bosone di Higgs, il più leggero dei cinque tipi di bosone di Higgs previsto da un’altra teoria chiamata supersimmetria?

È ancora troppo presto per abbandonare questa seconda ipotesi, per dare una risposta definitiva servono ancora dati. Che potremmo iniziare a collezionare appena l’LHC riprenderà a funzionare nel 2015 quando finirà il periodo di arresto programmato per manutenzione e aggiornamento.
Leggi l’articolo competo di Pauline Gagnon su Quantum Diaries.

5 comments

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  1. Un balzo enorme di sicuro, ma per cortesia si smentisca che il detto Bosone è stato scoperto, perché è una panzana giornalistica!
    Hanno dichiarato che ci sono andati vicini, hanno delle tracce, ma MAI hanno affermato di averlo scoperto!!! Ricordo bene quando il Prof si mise a piangere.
    Bisogna addomesticare i media a dire la verità, non le favole, perché se poi si chiedesse di applicare la scoperta e si scoprisse che non è possibile, chi risponderebbe della menzoigna?
    La scienza devono farla gli scienziati, non i giornalisti!

    1. Caro Guest,
      grazie per l’intervento.
      Questa non è una testata giornalistica, come può leggere nella sezione Copyleft, io non sono un giornalista ma un ingegnere; quello che legge in questo post è solo la traduzione di un articolo di Pauline Gagnon, ricercatrice del CERN, pubblicato a suo tempo su Quantumdiaries.com come riportato in calce all’articolo, in modo tale che il lettore attento possa sincerarsi della bontà di quanto pubblicato.
      Non mi passa nemmeno per la testa di pubblicare falsità, se ritene che siano tali deve rivolgersi direttamente al CERN.
      La notizia è di dicembre, molte altre precisazioni sono state fatte in seguito. Io le riporto sporadicamente quando ho tempo, Le ripeto questa non una testata giornalistica.

      Saluti.

  2. Con ritardo, ma le rispondo proprio perché ha chiarito. Già avevo scritto molti mesi fa al CERN ma sembra vogliano insistere a vendere aria fritta, e un’altra prova è quella che riporta anche lei da parte della Gagnon. Come possono continuare a mentire se i dati dimostrano che si sono soltanto avvicinati a scoprire qualcosa non ben identificato come Bosone?

    Se troverò un documento di qualche settimana fa, le darò il link così vedrà che stanno soltando esaltando qualcosa che non è vero. Il Bosonead oggi non è stato scoperto e sono pronto a sfidarli tutti! Sarà ricercatrice, ma se dice certe cose cose invere è del giro di Pinocchio!

    Grazie per la sua ospitalità

  3. Ed ecco la risposta di precisione. Se ci si mettono anche gli scienziati a gocare con le parole…

    http://www.lescienze.it/news/2014/06/23/news/nuove_conferme_bosone_higgs_fermioni-2190239/

    da cui:

    (I nuovi dati hanno una significatività statistica di 3,8 sigma: non si tratta del fatidico 5 sigma necessario per poter parlare di scoperta, ma comunque di un valore fortemente indicativo del fatto che ci si trova di fronte all’Higgs come viene descritto dalla teoria).

    1. Grazie dell’aggiornamento!
      Sembra che la particella scoperta “si comporti come” il bosone di Higgs ma abbia anche proprietà inaspettate, come quella di poter decadere in due fermioni e non solo in due bosoni.
      Dall’inizio dell’anno c’è molto movimento non tanto sul fatto che il bosone di Higgs esista (sembrano convinti di questo, e io credo che abbiano le loro ragioni), quanto su ciò che rappresenta e su come si comporta.
      Le indico questi due articoli sui quali vale la pena di soffermarsi:

      Buon Natale!

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