I ricercatori del Tevatron annunciano i risultati finali sulla particella di Higgs

Il Fermilab.

Dopo più di dieci anni di raccolta e analisi dei dati prodotti dal Tevatron Collider del Dipartimento dell’Energia americano, i ricercatori del CDF e collaboratori del DZero hanno trovato la loro conferma più forte dopo un lungo cercare sulla famosa ed elusiva particella di Higgs. Comprimendo gli ultimi bit di informazione sulle oltre 500 000 miliardi di collisioni prodotte da Tevatron per ciascun esperimento compiuto a partire dal marzo 2001, le ultime analisi dei dati non risolvono la questione se la particella di Higgs esista, ma si va più vicini ad una risposta. I ricercatori di Tevatron hanno rivelato gli ultimi risultati lo scorso 2 luglio, due giorni prima dell’annuncio fortemente anticipato dei risultati finali sul bosone di Higgs compiuti dal Large Hadron Collider in Europa.

“Gli esperimenti di Tevatron raggiungono gli obiettivi che ci eravamo prefissati con questo campione di dati” ha affermato Rob Roser del Fermilab, lo speaker ufficiale dell’esperimento CDF presso il Fermi National Accelator Laboratory del DOE. “I nostri dati puntano fortemente verso l’esistenza del bosone di Higgs, ma ci serviranno i risultati degli esperimenti al Large Hadron Collider in Europa per confermare la scoperta”.

I ricercatori degli esperimenti CDF e del DZero Collider al Tevatron hanno ricevuto applausi travolgenti da centinaia di colleghi durante la presentazione dei loro risultati con un seminario al Fermilab. I risultati del Large Hadron Collider sono stati annunciati al seminario scientifico il 4 luglio 2012 presso i Laboratori di Fisica delle particelle al CERN di Ginevra, Svizzera, e hanno confermato l’esistenza della particella di Higgs. Lo scozzese Peter Higgs di cui la particella porta il nome, ha ricevuto altrettanti applausi dai suoi colleghi e si è commosso.

“E’ un cliffhanger reale” ha affermato Gregorio Bernardi, fisico al Laboratory of Nuclear and High Energy Physics (LPNHE) presso l’Università di Parigi VI &VII. “Sappiamo esattamente quale segnale stiamo cercando nei nostri dati e vediamo forti indicazioni della produzione e del decadimento dei bosoni di Higgs in una modalità di decadimento cruciale con una coppia di quarks bottom che è difficile da osservare all’LHC. Siamo davvero emozionati di questo risultato”.

La particella di Higgs o bosone di Higgs deve il suo nome dopo che il fisico scozzese Peter Higgs, che con altri scienziati negli anni sessanta del secolo scorso aiutarono a sviluppare il modello teorico che spiegava perchè alcune particelle avessero massa e altre no, un passo fondamentale verso la conoscenza delle origini della massa. Il modello predice l’esistenza di una nuova particella, che è elusiva, mai rilevata sperimentalmente in laboratorio. Solo gli acceleratori di particelle ad alta energia come il Tevatron, che è stato spento nel settembre 2011, e il Large Hadron Collider, che ha prodotto le sue prime collisioni nel novembre 2009, hanno la possibilità di produrre la particella di Higgs. Circa 1 700 scienziati da vari Istituti americani, tra cui il Fermilab, stanno lavorando sull’esperimento LHC.

I risultati di Tevatron indicano che la particella di Higgs ha una massa compresa tra 115 e 135 GeV/c2, ossia circa 130 volte la massa del protone.

“Durante la sua vita, il Tevatron deve aver prodotto migliaia di particelle di Higgs, se effettivamente esiste, e sta a noi trovarli nei dati che abbiamo raccolto” ha affermato Luciano Ristori, ricercatore dell’esperimento CDF e fisico al Fermilab e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). “Abbiamo sviluppato simulaziooni sofisticate e programmi di analisi per identificare dei modelli/campioni simili a quello di Higgs. Non solo, è più facile cercare il volto di un amico in uno stadio sportivo pieno di 100 000 persone, che cercare un evento simile a quello di Higgs fra mille miliardi di collisioni”.

I risultati finali di Tevatron confermano i risultati sulla ricerca di Higgs che gli scienziati del Tevatron e LHC hanno presentato alle conferenze scientifiche nel marzo 2012.

La ricerca del bosone di Higgs al Tevatron si focalizzano su una differente modalità di decadimento rispetto alla ricerca compiuta all’LHC. Secondo i modelli teorici conosciuti come lo Standard Model of Particles, Modello Standard delle Particelle, i bosoni di Higgs possono decadere in molti modi diversi. Proprio come un distributore automatico restituire la stessa quantità di carica usando diverse combinazioni di monete, così la particella di Higgs può decadere in differenti combinazioni di particelle. All’LHC gli esperimenti possono per la maggior parte permettere di osservare l’esistenza della particella di Higgs cercandola nel decadimento in due fotoni energetici. Al Tevatron, gli esperimenti possono facilmente permettere di osservare il decadimento di una particella di Higgs in una coppia di quarks bottom.

I ricercatori del Tevatron hanno trovato che il segnale osservato della particella di Higgs nei dati combinati CDF e DZero nella modalità di decadimento del quark bottom ha un significato statistico di 2,9 sigma. Questo implica sono 1possibilità su 550 che il segnale sia dovuto ad una fluttuazione di tipo statistico.

“Siamo giunti ad un passo critico nella ricerca del bosone di Higgs” ha affermato Dmitri Denisov, collaboratore al DZero e fisico al Fermilab. “Mentre è significativo un 5 sigma per la scoperta, sembra che sia improbabile che le collisioni del Tevatron abbiamo imitato un segnale del tipo di Higgs. Nessuno si sarebbe aspettato che il Tevatron arrivasse fino a questo punto quando fu costruito negli anni 1980”.

Il Tevatron è uno degli otto acceleratori di particelle e anelli di deposito presenti sul sito del Fermilab. Il più grande acceleratore in funzione presso il Fermilab in questo momento è il Main Injector di 3,2 chilometri di circonferenza, che fornisce particelle per i programmi di ricerca del muone e per i neutrini di laboratorio.

I collaboratori delCDF e del DZero hanno sottomesso i risultati della ricerca sul bosone di Hiss nell’Archivio arXiv.org. Il paper è disponibile su: http://tevnphwg.fnal.gov/results/SM_Higgs_Summer_12/

Il CDF è un esperimento internazionale formato da 430 fisici da 58 Istituti di 15 paesi. DZero è un esperimento internazionale condotto da 446 fisici di 82 Istituti in 18 paesi. I fondi per gli esperimenti del CDF e del DZero provengono dal Office of Science del DOE, dal National Science Foundation e da un certo numero di altri agenzie.

Gli Istituti che collaborano al CDF: http://www-cdf.fnal.gov/collaboration/index.html

Gli Istituti che collaborano al DZero: http://www-d0.fnal.gov/ib/Institutions.html

Il Fermilab è il principale laboratorio di ricerca di fisica delle particelle americano. E’ un Department of Energy Office of Science Laboratory americano che si trova vicino a Chicago, Illinois, e ha operato sotto contratto con il Fermi Research Alliance, LLC.
Il sito del Fermilab si trova su: http://www.fnal.gov .

Il DOE Office of Science è in più grande sostenitore singolo di ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti e sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più importanti del nostro tempo. Per ulteriori informazioni:  http://science.energy.gov.

Fonte Fermilab: http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/2012/Higgs-Tevatron-20120702.html

Sabrina

~ di Sabrina su 5 luglio 2012.

Una Risposta to “I ricercatori del Tevatron annunciano i risultati finali sulla particella di Higgs”

  1. Affascinante–come sempre, un articolo da leggere e condividire.

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