Fermilab trova indizi di una nuova particella. Bosone di Higgs? Improbabile
Il Tevatron presso il Fermilab
Il “piccolo” acceleratore di particelle americano presso il Fermilab ha trovato, per la seconda volta in poche settimane, indizi della presenza di una nuova particella, ricvelandosi ancora pieno di sorprese. Ironia della sorte, il Tevatron verrà presto spento per mancanza di fondi.
Il Tevatron è un acceleratore relativamente piccolo che si trova presso il Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois. Dopo l’entrata in funzione dell’LHC di Ginevra, il Tevatron è improvvisamente diventato un ferro vecchio e verrà spento a settembre di quest’anno. Ma se la particella scoperta fosse il fantomatico Bosone di Higgs, sarebbe davvero divertente. L’LHC, infatti, è costato miliardi ed è stato costruito (anche) per scoprire la sfuggente particella, che chiuderebbe il cerchio della teoria fisica chiamata Modello Standard.
La nuova (ancora ipotetica) particella assomiglia al bosone W e al bosone Z, ma deve essere più pesante. Questo infatti spiegherebbe l’eccesso di energia osservato in alcuni getti. I bosoni W e Z sono particelle fondamentali che trasmettono la forza debole, che è responsabile del decadimento radioattivo.
Ma non è molto probabile, dice Dan Hooper del Fermilab, che la nuova particella possa essere una versione del bosone di Higgs. Infatti se le osservazioni saranno confermate, esse indicano una particella troppo pesante. Considerato l’ultimo pezzo mancante del Modello Standard, il bosone di Higgs serve a spiegare perché alcune particelle elementari hanno massa.
Gli indizi si basano sull’esperimento CDF, uno dei due progetti in svolgimento presso il Tevatron, che fanno collidere fasci di protoni con antiprotoni all’energia di un miliardo di elettron volt. Nella nuova analisi, Titta Aaltonen dell’università di Helsinki e un gran numero di collaboratori si sono concentrati sulle collisioni tra il 2001 e il 2009 che hanno prodotto i bosoni W oltre ad altri getti di particelle. I getti sono abbastanza comuni e sono un segno della presenza di quark, che non possono essere visti direttamente, ma come frammenti di altre particelle. La produzione di tali getti insieme ai bosoni W è un essenziale punto di partenza per provare la fisica oltre il modello standard, ha detto Aaltonen.
Guardando ai prodotti delle collisioni ad energie tra i 120 e i 160 miliardi di electron volt, i fisici hanno visto un inaspettato picco. Essi hanno trovato, infatti, circa 250 eventi in più di quelli che il modello standard aveva previsto.
C’è solo il 0,076% di probabilità che l’osservazione possa rivelarsi falsa. Ma questo non significa certezza per i criteri della fisica, quindi occorreranno conferme indipendenti. C’era stata anche un’atra osservazione riconducibile ad una nuova probabile particella, e la probabilità erdi errore era ancora più bassa, lo 0,04%. Ma anche in quel caso non era sufficiente per dichiarare una nuova scoperta.
Il gruppo ha calcolato che l’ipotetica particella, chiamata bosone Z’, (Zeta primo), un cugino “pesante” del bosone Z con una massa ipotetica di 150 miliardi di electron volt, potrebbe essere responsabile di entrambe le anomalie, se la particella interagisce fortemente con i quark e non interagisce con elettroni e con i muoni, una sorta di elettroni pesanti.
I fisici ora non vedono l’ora di osservare i dati dell’altro esperimento presso il Tevatron, il DZero. Se anche nei dati registrati da questo rilevatore si troveranno gli stessi getti, gli scienziati potranno dichiarare di aver scoperto una nuova particella. Ma è improbabile che si tratti del bosone di Higgs.
