Ve lo ricordate il bosone di Higgs? Ne abbiamo parlato tanto in vari articoli/puntate, come l’episodio Speciale Higgs, le conferenze del LibroscopioAlle origini dell’Universo: il bosone di Higgs” e l’articolo Il Bosone di Higgs: Il canto del cigno della fisica particellare?.
Ve ne riparliamo oggi per mettervi al corrente delle ultime novità a riguardo.

Il detector dell’esperimento CMS (Image: Michael Hoch/Maximilien Brice)

Gli scienziati dell’esperimento CMS (Compact Muon Solenoid), infatti, hanno pubblicato un articolo su “Nature Physics per annunciare la scoperta che il bosone di Higgs può decadere non solo in una coppia di bosoni, ma anche in due fermioni. Lo stesso risultato era stato pubblicato da ATLAS nel Novembre 2013.

Ma facciamo un passo indietro per capire tutto con calma:

La scoperta, a LHC, nel 2012, di un nuovo bosone con massa di circa 125 GeV ha aperto una nuova strada verso la comprensione della rottura di simmetria elettrodebole e ha permesso di aggiornare il modello standard della fisica delle particelle. Ma la strada è ancora lunga e rimangono aperti numerosi interrogativi riguardo il bosone scoperto.

Il bosone di Higgs vive per un intervallo di tempo brevissimo, dopo di che decade in particelle di altro tipo. Per questa ragione esso non può essere osservato direttamente, ma la sua esistenza può essere dimostrata indirettamente proprio grazie alla rivelazione dei suoi prodotti di decadimento.
Il bosone scoperto dagli esperimenti CMS e ATLAS a LHC decadeva in γγ, WW e ZZ, che sono tutte coppie di bosoni, ovvero particelle con spin intero.

Rimaneva aperto l’interrogativo se il bosone di Higgs potesse decadere anche in una coppia di fermioni, vale a dire particelle con spin semintero.

I fisici di CMS, analizzando i dati raccolti tra il 2011 e il 2012, hanno cercato candidati eventi di decadimento del bosone di Higgs in coppie quark-antiquark e leptone leptone-antileptone, che sono tutti fermioni.

Due protoni collidono a 8 TeV nel detector di CMS. L’evento mostra le caratteristiche attese dal decadimento del bosone di Higgs in due leptoni tau. Un tau decade in neutrini e un muone (linea rossa sulla destra), mentre l’altro decade in un adrone carico (torretta blu) e un neutrino. (Image: CMS. Download)

 

I dati hanno confermato la presenza di questi due decadimenti per una massa del bosone di Higgs di 125 GeV, che corrisponde proprio alla massa attribuita al bosone di Higgs. I nuovi dati hanno una significatività statistica di 3.8 sigma: non si può ancora poter parlare di scoperta, dunque, perchè non sono stati raggiunti i 5 sigma, ma si tratta comunque di un forte segnale del fatto che il bosone scoperto nel 2012 sia effettivamente il bosone di Higgs così come previsto dal modello teorico.

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