La collaborazione ATLAS del CERN ha pubblicato una nuova misurazione della massa del bosone di Higgs con una precisione dello 0,09 percento.
La collaborazione ATLAS del CERN ha pubblicato una nuova misurazione della massa del bosone di Higgs con una precisione dello 0,09 percento. Questo risultato è di grande importanza perché la massa di Higgs è uno dei parametri fondamentali che definisce molti aspetti dell’universo e la sua precisione può migliorare la nostra comprensione di molte altre interazioni tra particelle.
Per molti anni, il bosone di Higgs è stato l’oggetto della ricerca scientifica, l’ultima particella del Modello Standard da trovare. Il Grande Collisore di Adroni è stato costruito principalmente per trovarlo e nel 2012 è stato finalmente scoperto, portando all’assegnazione del Premio Nobel nel 2013. Tuttavia, le scoperte di allora avevano ancora una considerevole incertezza riguardo alla massa di Higgs, che è uno dei dati più importanti che possiamo imparare su di essa oltre alla sua esistenza.
Da allora, sono stati fatti diversi sforzi per restringere ulteriormente l’intervallo di massa possibile, e questo ultimo risultato è il più riuscito finora. La massa delle particelle subatomiche viene misurata in electronvolt, che può sembrare confuso, ma ricordando che energia e massa sono equivalenti secondo l’equazione di Einstein, possiamo capire meglio. Secondo il nuovo risultato, la massa di Higgs è di 125,11 ± 0,11 gigaelettronvolt (GeV), che è vicina alla stima precedente di 125-126 GeV.
Peter Higgs, dopo il quale la particella è stata chiamata, e i suoi collaboratori hanno concluso che Higgs era necessario perché doveva esserci una particella che trasportava il campo di Higgs. Questo conferisce massa a molte particelle, in particolare alle particelle W e Z che trasmettono la forza nucleare debole. Senza queste particelle, l’universo non funzionerebbe correttamente. La scoperta di Higgs è avvenuta nel 1964 e la sua ricerca ha richiesto quasi 50 anni, seguiti da un’altra decade e oltre per affinare ulteriormente la misurazione della massa.
Il valore esatto della massa determina il modo in cui Higgs interagisce con altre particelle, definendo ciò che anticipiamo e dove cerchiamo molti altri aspetti della fisica oggi e nei primi istanti dell’universo. Tuttavia, trovare e misurare la massa di Higgs non è un compito semplice, poiché la particella stessa ha una vita molto breve, di circa 10-22 secondi. Pertanto, non possiamo osservare direttamente Higgs, ma possiamo ricostruirlo solo dai prodotti in cui decade.
In questo caso, la misurazione è stata effettuata facendo collidere protoni ad alta velocità per creare bosoni di Higgs, e poi osservando la loro disintegrazione. Il decadimento avvenne attraverso due canali, uno verso raggi gamma ad alta energia e l’altro verso una coppia di bosoni Z reale e virtuale, che poi decadono in quattro leptoni, ciascuno dei quali è stato misurato.
Lo studio sarà pubblicato su Physical Review Letters e una preprint è disponibile su ArXiv.org.
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