Dieci anni di studi sul Bosone di Higgs

Fisica delle particelle: dieci anni dalla scoperta del bosone di Higgs.

Dieci anni fa, nel luglio 2012, le collaborazioni ATLAS e CMS del CERN hanno annunciato di aver trovato una particella con proprietà corrispondenti a quelle previste per il bosone di Higgs. Da allora, sono stati rilevati più di 30 volte diversi bosoni di Higgs. Gli scienziati hanno così potuto verificare se il suo comportamento corrisponde al modello standard della fisica delle particelle elementari.

Dieci anni dopo quella prima osservazione segnalata del bosone di Higgs al CERN Large Hadron Collider, due articoli pubblicati su Nature presentano gli studi più aggiornati sulle proprietà di questa particella elementare.

Le due collaborazioni ATLAS e CMS, spiega Nature, “presentano un’analisi dei dati prodotti all’interno della Run 2 del Large Hadron Collider – tra il 2015 e il 2018 – che coinvolgono la produzione o il decadimento dei bosoni di Higgs”. L’interrogativo principale è come il bosone di Higgs interagisca con altre particelle elementari.

“Secondo la teoria del modello standard della fisica delle particelle, la forza con cui una particella interagisce con il bosone di Higgs dovrebbe essere proporzionale alla massa della particella. Dieci anni di dati consentono alle due collaborazioni di stimare, entro ragionevoli errori, l’interazione di Higgs con le particelle più pesanti conosciute: quark top e bottom, bosoni Z e W e leptone tau. Per tutte queste particelle i dati sono esattamente in linea, entro errori sperimentali, del comportamento previsto dal modello standard della fisica delle particelle elementari”.

Per gli studiosi i progressi scientifici di questi decennio continueranno pure nel prossimo. Tra le questioni da definire la misurazione di proprietà chiave del bosone di Higgs, come l’accoppiamento con se stesso o con particelle più leggere, e le potenziali deviazioni dalla teoria. I dati attualmente disponibili saranno però presumibilmente più che raddoppiati nei prossimi dieci anni, aiutando a comprendere la fisica del bosone di Higgs.

Articolo: A detailed map of Higgs boson interactions by the ATLAS experiment ten years after the discovery. Una mappa dettagliata delle interazioni del bosone di Higgs dall’esperimento ATLAS dieci anni dopo la scoperta. DOI 10.1038/s41586-022-04893-w.

Immagine: Eventi candidati a bosone di Higgs da collisioni tra protoni nell’LHC. Cortesia CERN per le collaborazioni ATLAS e CMS.