Tre anni dopo la tanto agognata scoperta del bosone di Higgs, gli scienziati del CERN sono pronti a presentare un nuovo e più preciso ritratto dell’effimera particella che, per decenni, è stata sempre teorizzata ma mai individuata.

Il bosone come ce lo aspettavamo

La combinazione e l’analisi dei dati raccolti tra il 2011 e il 2012 dagli esperimenti ATLAS e CMS ha consentito di dare una forma più precisa al bosone; i risultati sono stati annunciati in occasione dell’annuale  Large Hadron Collider Physics Conference. I fisici sono riusciti a delinearne un “ritratto” senza precedenti, conoscendone decadimento e modalità di interazione con le altre particelle.

E c’è una bella notizia: tutte le proprietà misurate sembrano essere in perfetto accordo con quanto previsto dal cosiddetto Modello Standard, ovvero con la teoria fondamentale della fisica quantistica che descrive le interazioni tra le particelle. Tali proprietà rappresenteranno quindi uno standard per nuove analisi ed esperimenti da portare avanti nei prossimi mesi.

Tassi di decadimento

Ci sono diversi modi per produrre un bosone di Higgs e modi differenti in cui un bosone decade in altre particelle: ad esempio, in accordo con il Modello Standard, quando un bosone di Higgs viene prodotto in circa il 58% dei casi dovrebbe decadere in un quark bottom o in un antiquark bottom. Combinando i risultati di ATLAS e CMS sono stati determinati i tassi di decadimento più comuni con una precisione mai raggiunta fino ad oggi.

Questo tipo di misurazioni sono di importanza fondamentale poiché correlate in maniera diretta all'intensità dell’interazione del bosone con le altre particelle elementari, così come con le loro masse; la determinazione dei tassi di decadimento è, quindi, essenziale per comprendere a fondo la natura del bosone di Higgs. Qualunque deviazione nella misura dei tassi di decadimento rispetto a quelli previsti dal Modello Standard avrebbe messo in discussione il meccanismo Brout – Englert – Higgs, aprendo una porta sull’ignoto che c’è nella fisica oltre il modello standard.

Esperimenti combinati

«Il bosone di Higgs è un fantastico nuovo strumento per testare il Modello Standard della fisica delle particelle e per studiare il meccanismo Brout – Englert – Higgs che conferisce la massa alle particelle elementari» ha dichiarato il direttore generale del CERN Rolf Heuer, evidenziando come la combinazione dei risultati dei due grandi esperimenti abbia consentito di raggiungere una precisione elevatissima per la quale, altrimenti, sarebbero stati necessari altri due anni.

Un lavoro estremamente complesso, poiché ha richiesto l’analisi di 4.200 parametri – lo ha spiegato Tiziano Camporesi, responsabile dell’esperimento CMS – e il confronto tra risultati raccolti con differenti rilevatori. E che proseguirà in futuro con sempre maggiore accuratezza, grazie all’aumento di potenza dell’acceleratore seguito ai due anni “di riposo” di LHC. «Siamo in una buona posizione per guardare il bosone di Higgs da ogni possibile angolazione» ha concluso Camporesi.