Con trame "appena spremute" dagli ultimi dati raccolti da due esperimenti di fisica delle particelle, i team di scienziati del Large Hadron Collider del CERN, il Centro europeo per la ricerca nucleare, hanno detto martedì di aver registrato "accenni allettanti" dell'elusiva particella subatomica conosciuta come il Bosone di Higgs, ma non posso dire in definitiva che esista ... ancora. Tuttavia, prevedono che le esecuzioni collider 2012 dovrebbero portare dati sufficienti per determinare.
"Il fatto stesso che siamo in grado di mostrare i risultati di analisi molto sofisticate solo un mese dopo la registrazione dell'ultimo bit di dati che abbiamo usato è molto rassicurante", Dr. Greg Landsberg, coordinatore della fisica del Compact Muon Solenoid (CMS) rivelatore presso l'LHC ha detto a Space Magazine. “Ti dice quanto è veloce il tempo di consegna. Questo è davvero senza precedenti nella storia della fisica delle particelle, con esperimenti così grandi e complessi che hanno prodotto così tanti dati ed è molto eccitante. "
Per ora, la conclusione principale di oltre 6.000 scienziati sui team combinati di CMS e rilevatori di particelle ATLAS è che sono stati in grado di limitare la gamma di massa del bosone di Higgs del modello standard - se esiste - per essere nell'intervallo di 116- 130 GeV dell'esperimento ATLAS e 115-127 GeV del CMS.
Il modello standard è la teoria che spiega le interazioni delle particelle subatomiche - che descrive la materia ordinaria di cui è fatto l'Universo - e nel complesso funziona molto bene. Ma non spiega perché alcune particelle hanno massa e altre no, e non descrive nemmeno il 96% dell'Universo che è invisibile.
Nel 1964, il fisico Peter Higgs e i suoi colleghi proposero l'esistenza di un misterioso campo energetico che interagisce con alcune particelle subatomiche più di altre, determinando valori variabili per la massa di particelle. Quel campo è noto come il campo di Higgs e il Bosone di Higgs è la particella più piccola del campo di Higgs. Ma il Bosone di Higgs non è stato ancora scoperto e uno dei motivi principali per cui è stato costruito l'LHC è stato quello di cercare di trovarlo.
Per cercare queste minuscole particelle, l'LHC rompe insieme i protoni ad alta energia, convertendo parte dell'energia in massa. Questo produce uno spruzzo di particelle che vengono raccolte dai rivelatori. Tuttavia, la scoperta di Higgs si basa sull'osservazione delle particelle in cui questi protoni si decompongono piuttosto che sullo stesso Higgs. Se esistono, hanno una vita molto breve e possono decadere in molti modi diversi. Il problema è che molti altri processi possono anche produrre gli stessi risultati.
In che modo gli scienziati possono dire la differenza? Una risposta breve è che se riescono a capire tutte le altre cose che possono produrre un segnale simile a Higgs e la frequenza tipica alla quale si verificano, allora se vedono più di questi segnali di quanto suggeriscano le attuali teorie, ciò dà loro un posto per cercare l'Higgs.
Gli esperimenti hanno visto eccessi in intervalli simili. E come ha osservato il comunicato stampa del CERN, “Preso singolarmente, nessuno di questi eccessi è statisticamente più significativo del lancio di un dado e del risultato con due sei di fila. Ciò che è interessante è che ci sono più misurazioni indipendenti che puntano alla regione da 124 a 126 GeV. ”
"Questo è molto promettente", ha detto Landsberg, che è anche professore alla Brown University. "Ciò dimostra che entrambi gli esperimenti comprendono molto bene cosa sta succedendo con i loro rilevatori. Entrambe le calibrazioni hanno visto eccessi a basse masse. Ma purtroppo la natura del nostro processo è statistica e le statistiche sono note per giocare scherzi divertenti di tanto in tanto. Quindi non sappiamo davvero - non abbiamo prove sufficienti per sapere - se ciò che abbiamo visto è un assaggio del Bosone di Higgs o queste sono solo fluttuazioni statistiche del processo del Modello Standand che imitano lo stesso tipo di firme che verrebbero se viene prodotto il Bosone di Higgs. "
Landsberg ha affermato che l'unico modo per far fronte alle statistiche è quello di ottenere più dati e gli scienziati devono aumentare considerevolmente le dimensioni dei campioni di dati al fine di rispondere definitivamente alla domanda se il bosone di Higgs esiste alla massa di 125 GeV o qualsiasi massa intervallo che non è stato ancora escluso.
La buona notizia è che un sacco di dati arriveranno nel 2012.
"Speriamo di quadruplicare il campione di dati raccolti quest'anno", ha detto Landsberg. “E questo dovrebbe darci abbastanza fiducia statistica per risolvere essenzialmente questo enigma e dire al mondo se abbiamo visto i primi scorci del Bosone di Higgs. Come ha dimostrato il team oggi, continueremo ad aumentare fino a raggiungere un livello di significatività statistica che è considerato sufficiente per la scoperta nel nostro campo. "
Landsberg ha affermato che all'interno di questo piccolo raggio non c'è molto spazio per gli Higgs da nascondere. “Questo è molto eccitante e ti dice che siamo quasi arrivati. Abbiamo abbastanza sensibilità e rilevatori belli; ci serve solo un po 'più di tempo e un po' più di dati. Spero molto che dovremmo essere in grado di dire qualcosa di definitivo entro l'anno prossimo. "
Quindi la suspense sta crescendo e il 2012 potrebbe essere l'anno degli Higgs.
Ulteriori informazioni: comunicato stampa del CERN, ArsTechnica
