Il bosone di Higgs compie due anni
Circa due anni fa, esattamente il 4 luglio del 2012, un annuncio ufficiale presso il CERN di Ginevra apriva definitivamente una nuova era della fisica: dopo cinquant'anni di ricerche che avevano impegnato le migliori menti scientifiche, il bosone di Higgs era stato definitivamente "scovato". La prova della sua esistenza costituiva la sospirata conferma del modello Standard e, come era facilmente prevedibile, ha fruttato anche il Nobel al suo teorizzatore, Peter Higgs, il quale, soltanto lo scorso ottobre, ha ottenuto il tanto atteso prestigioso riconoscimento. La ricerca scientifica, comunque, non si arresta senz'altro dinanzi al primo risultato utile: del resto, molti tra gli stessi fisici hanno invitato alla cautela, frenando gli entusiasmi, sostenendo che il bosone individuato grazie agli esperimenti ATLAS e CMS poteva non essere l'Higgs… Insomma, la necessità di ulteriori studi per approfondire la vicenda era palese.
Nuove conferme?
E così, con l'avvicinarsi del suo secondo compleanno, il bosone di Higgs regala invece al mondo della fisica una nuova quasi-conferma: in un articolo recentemente pubblicato da Nature Physics, infatti, vengono resi noti i risultati di nuove indagini condotte sui dati raccolti tra il 2011 ed il 2012 grazie all'esperimento CMS con l'acceleratore di particelle LHC. La notizia che i fisici stavano aspettando è giunta: la particella in questione ha dimostrato di decadere in fermioni, esattamente come previsto dalla teoria, e non soltanto in bosoni. Ma cosa significa, per sommi capi, questo?
Il modello standard prevede una divisione delle particelle elementari in due principali categorie: i fermioni (ossia quark e leptoni) intesi come le particelle che costituiscono il fondamento di tutta la materia, che posseggono sempre massa ed hanno lo spin pari a 1/2; e i bosoni, mediatori delle forze fondamentali e con spin intero i quali, in alcuni casi, possono essere privi di massa. Il bosone di Higgs è parte costituente del campo di Higgs il quale, permeando l'universo, conferirebbe massa alle particelle elementari: questo almeno secondo il modello teorizzato dallo stesso Higgs il quale si è rivelato difficilmente dimostrabile per diversi decenni. Come portare, infatti, l'Universo a livelli di energia simili a quelli esperiti pochi istanti dopo il Big Bang? Naturalmente all'interno del cunicolo del Large Hadron Collider: gli esiti, come sappiamo, sono stati positivi.
Bosone di Higgs: caratteristiche sempre più precise
Fondamentale per individuare il bosone, però, è stata l'analisi dei suoi prodotti di decadimento, particelle di altro tipo che, per rispondere ai parametri del modello standard, dovevano essere proprio dei fermioni: la natura instabile del bosone di Higgs, infatti, porta al suo rapido decadimento, mentre i prodotti di questo processo possono essere osservati per tempi più lunghi, costituendo così la migliore prova indiretta dell'esistenza della "particella di Dio". Gli scienziati del CSM hanno quindi ripreso i dati degli esperimenti del passato, avendo così modo di rilevare la presenza di quark bottom e di leptoni tau con una massa del bosone pari a 125 GeV (elettronvolt).
Fine della questione? Chiaramente no, dal momento che questi nuovi dati hanno una significatività statistica pari a 3,8 sigma: i ricercatori si aspettavano un 4,4 che sarebbe stato molto più vicino a quel 5 sigma che rappresenta la certezza per la scienza, ossia il valore minimo di deviazione statistica per poter parlare di "scoperta". Quindi, evidentemente, saranno necessari nuovi esperimenti e nuove prove dovranno essere portate a sostegno del modello Standard: tutto questo, però, soltanto quando l'acceleratore LHC riprenderà servizio dalla lunga pausa che si è preso sedici mesi fa. Insomma, la ricerca continua.
