Oggi al CERN di Ginevra si è svolto un seminario congiunto con la International Conference of High Energy Physics (ICHEP, Melbourne, 4-11 luglio 2012). I portavoce degli esperimenti CMS (Compact Muon Solenoid) e ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) operanti presso il Large Hadron Collider (LHC) hanno presentato i risultati preliminari della ricerca del bosone di Higgs, cardine del Modello Standard (SM) delle interazioni fondamentali, ottenuti utilizzando i dati raccolti fino a giugno 2012.

L’esperimento CMS osserva un eccesso di eventi, rispetto a quanto previsto in assenza di nuove particelle, a una massa di circa 125 GeV (approssimativamente 130 volte la massa del protone o del neutrone, le particelle che costituiscono il nucleo di un atomo). La probabilità che l’effetto osservato sia dovuto a una fluttuazione casuale è di circa uno su un milione. La ricerca è stata effettuata in diversi stati fisici osservabili, corrispondenti ai diversi modi di decadimento (chiamati canali) del bosone di Higgs previsti dalla teoria.

La maggiore evidenza è ottenuta nei due canali che hanno la migliore risoluzione sperimentale nella misura della massa: il decadimento in due fotoni e quello in quattro leptoni carichi. CMS interpreta l’effetto osservato come dovuto alla produzione di una nuova particella con una massa di circa 125 GeV. Un analogo effetto è stato osservato, con comparabile significatività e negli stessi canali di decadimento, dall’esperimento ATLAS.

Tenendo conto delle incertezze statistiche e sistematiche, i risultati ottenuti nei vari canali di ricerca sono consistenti con le previsioni del Modello Standard relative alla produzione e ai decadimenti del bosone di Higgs. Tuttavia, saranno necessari ulteriori dati per stabilire se questa nuova particella ha tutte le proprietà del bosone di Higgs ipotizzato dal Modello Standard. Se così non fosse, ci si dovrebbero attendere nuovi fenomeni fisici non previsti, con interessanti possibili implicazioni sia per la fisica delle particelle elementari sia per la cosmologia. In ogni caso, il risultato odierno costituisce una pietra miliare nella storia recente della fisica, ed è il punto di partenza per nuovi importanti studi futuri.

I fisici padovani, ricercatori e tecnologi dell’università di Padova e della locale sezione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, hanno dato fondamentali contributi alla realizzazione dell’esperimento CMS nella costruzione e messa in opera dei rivelatori dedicati alla misura dei muoni nella parte centrale dell’apparato e del tracciatore a silici per le particelle cariche. I ricercatori padovani sono anche coinvolti nelle impegnative analisi dei dati sperimentali finora raccolti, che saranno discusse in anteprima proprio in questi giorni alla Conferenza internazionale di fisica delle alte energie (ICHEP) di Melbourne.

Il gruppo CMS di Padova