mercoledì 14 dicembre 2011

CERN, i risultati degli esperimenti ATLAS e CMS sul bosone di Higgs


In un seminario tenuto ieri al CERN, gli sperimentatori di ATLAS e CMS hanno presentato lo stato delle loro ricerche sul Modello Standard del bosone di Higgs. I loro risultati sono basati sull'analisi di maggiori dati rispetto a quelli presentati alle conferenze estive, sufficienti a compiere progressi significativi nella ricerca del bosone di Higgs, ma non abbastanza per fare qualsiasi dichiarazione definitiva sull'esistenza o meno del l'elusivo Higgs.

La conclusione principale è che il Modello Standard del bosone di Higgs, se esiste, è più probabile che abbia una massa vincolata alla gamma 116-130 GeV per l'esperimento ATLAS e da 115-127 GeV per CMS. Entrambi gli esperimenti hanno osservato in questa regione di massa segnali indicativi, ma non abbastanza forti per rivendicare una scoperta. I bosoni di Higgs, se esistono, sono di breve durata e possono decadere in molti modi diversi. La scoperta si basa sull'osservazione delle particelle che decadono piuttosto che sul bosone di Higgs. Sia ATLAS e CMS hanno analizzato diversi canali di decadimento, e gli esperimenti hanno visto piccoli eccessi di eventi nella regione di massa bassa non ancora esclusa.


Presi singolarmente, nessuno di questi eccessi è statisticamente più significativo di tirare un dado e ottenere due sei di fila. Quello che è interessante è che ci sono molteplici misurazioni indipendenti che indicando la regione di 124-126 GeV. E' troppo presto per dire se ATLAS e CMS hanno scoperto il bosone di Higgs, ma questi risultati aggiornati stanno generando un grande interesse nella comunità dei fisici delle particelle.

"Abbiamo ristretto la regione di massa più probabile per il bosone di Higgs a 116-130 GeV, e nel corso delle ultime settimane abbiamo iniziato a vedere un eccesso di eventi interessanti nel range di massa intorno a 125 GeV," ha spiegato il portavoce dell'esperimento ATLAS Fabiola Gianotti . "Questo eccesso può essere dovuto ad una fluttuazione, ma potrebbe anche essere qualcosa di più interessante. Non possiamo concludere qualcosa in questa fase. Abbiamo bisogno di più studi e più dati. Date le eccezionali prestazioni di LHC quest'anno, non avremo bisogno di una lunga attesa per avere abbastanza dati e poter guardare avanti per risolvere questo puzzle nel 2012".


"Non possiamo escludere la presenza del modello di Higgs standard tra i 115 e 127 GeV a causa di un eccesso modesto di eventi in questa regione di massa che appare abbastanza coerente, in cinque canali indipendenti", ha spiegato il portavoce dell'esperimento CMS, Guido Tonelli. "L'eccesso è più compatibile con un modello standard di Higgs in prossimità di 124 GeV e al di sotto, ma la significatività statistica non è sufficiente per trarre conclusioni. Ad oggi ciò che vediamo è coerente sia con una fluttuazione di fondo o con la presenza del bosone. L'analisi raffinata e ulteriori dati forniti nel 2012 da questa magnifica macchina sicuramente daranno una risposta".

Nei prossimi mesi, entrambi gli esperimenti approfondiranno le proprie analisi in tempo per le conferenze invernali fisica delle particelle a marzo. Tuttavia, una dichiarazione definitiva sull'esistenza o non esistenza del bosone di Higgs richiederà più dati, e non sarà probabilmente solo dopo il 2012. Il Modello Standard è la teoria che i fisici usano per descrivere il comportamento delle particelle fondamentali e le forze che agiscono tra di loro. Esso descrive la materia ordinaria di cui noi, e tutto ciò che visibile nell'Universo, sono fatti molto bene.


Tuttavia, il Modello Standard non descrive il 96% dell'Universo che è invisibile. Uno degli obiettivi principali del programma di ricerca LHC è quello di andare oltre il Modello Standard, e il bosone di Higgs potrebbe essere la chiave. Un Modello Standard del bosone di Higgs potrebbe confermare una prima teoria avanzata nel 1960, ma ci sono altre forme possibili che il bosone di Higgs potrebbe prendere, legate alle teorie che vanno oltre il Modello Standard.

Un Modello Standard di Higgs potrebbe ancora indicare la strada a nuova fisica, attraverso sottigliezze nel suo comportamento che potrebbe emergere solo dopo aver studiato un gran numero di decadimenti della particella di Higgs. Un non-standard del modello di Higgs, attualmente fuori dalla portata degli esperimenti LHC con i dati finora registrati, aprirebbe immediatamente la porta alla nuova fisica, mentre l'assenza di un modello di Higgs richiama fortemente alla nuova fisica e a complete energie di progettazione di LHC , destinate ad essere raggiunte dopo il 2014. Sia che ATLAS e CMS mostreranno nei prossimi mesi che il Modello Standard del bosone di Higgs esiste o meno, il programma di LHC sta aprendo la strada alla nuova fisica.





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