L'impronta digitale del bosone di Higgs

di Stefano Lamorgese 22 luglio 2014Sono trascorsi appena due anni da quando un gruppo di scienziati del CERN, guidati dalla fisica Fabiola Giannotti, osservò il famigerato bosone di Higgs, la "particella di Dio" che dà massa alla materia. Ora l'esperimento ATLAS del Large Hadron Collider da nuovi frutti: non a caso è il più potente acceleratore di particelle del mondo.

Un team di fisici del Brookhaven National Laboratory, del Dipartimento per l'Energia statunitense, ha osservato una collisione tra due particelle cariche, i "bosoni W", che potrebbe contribuire a confermare quanto finora ipotizzato sull'azione esercitata dal bosone di Higgs.

Si tratta di un evento estremamente raro, persino rispetto alla produzione di bosoni di Higgs: capita una volta ogni centomila miliardi di collisioni tra protoni. Eppure il team statunitense ha registrato ben 34 diversi eventi significativi. Il coordinatore del gruppo, Marc-André Pleier, ha descritto così la lunga ricerca: "Abbiamo osservato miliardi e miliardi di collisioni in cerca di indizi per provare a capire quello che accade".

Implicazioni teoriche
Le collisioni tra "bosoni W" forniscono un'ulteriore conferma del "Modello Standard",la teoria fisica che descrive tre delle quattro forze fondamentali finora note ("forte", "elettromagnetica" e "debole"), e anche le particelle elementari a esse collegate. Ne rimane fuori soltanto la forza gravitazionale. "Il Modello Standard è finora sopravvissuto a tutte le prove, ma sappiamo che è una teoria incompleta", ammette Pleier "restano ancora molti aspetti da chiarire, su tutti: la materia oscura, l'energia oscura e l'antimateria".

La verifica
"È come un'impronta digitale", racconta il professor Pleier, "avevamo l'impronta del CERN e ora abbiamo la nostra: se le due impronte corrisponderanno, vorrà dire che il bosone fa davvero il lavoro previsto, quello di creare la massa, proprio ciò che dovrebbe fare, secondo la teoria. Ma se le due impronte risulteranno diverse sarà necessario capire qual è il meccanismo che ancora non riusciamo a vedere".

Il futuro
Lo LHC riprenderà la sperimentazione e la raccolta dei dati nella primavera del 2015, quando sarà dotato di un'energia di collisione pari a 13 tera-elettronvolt (TeV), cinque in più della passata stagione. Si prevede che i dati raccolti saranno fino a 150 volte più ricchi di quelli attualmente disponibili.