CRONACA – Higgs o non Higgs? Per il momento non si può ancora dire. Nel seminario tenuto al Cern il 13 dicembre, i portavoce degli esperimenti Atlas e Cms hanno presentato lo stato degli studi dei due gruppi sull’ormai celebre bosone di Higgs. I risultati, a livello teorico, non hanno sorpreso più di tanto. Del resto, era già stato annunciato qualche giorno prima della conferenza che, per risposte definitive, si sarebbe dovuto attendere il 2012. Ma qualcosa di nuovo c’è comunque, perché dalla conferenza è emerso un dato importante: le cifre. Si tratta di dati sufficienti a segnare un progresso significativo nella ricerca del bosone, ma non abbastanza da permettere dichiarazioni conclusive sull’esistenza – o la non esistenza – della sfuggente particella. Il risultato principale è che il bosone di Higgs, ammesso che esista, ha molto probabilmente una massa compresa tra 116 e 130 GeV, secondo Atlas (dove 1 GeV corrisponde a un miliardo di eV), e tra 115 e 127 GeV, secondo Cms. Indizi interessanti sono stati forniti da entrambi gli esperimenti in questa regione di masse, ma non sono ancora così provanti da permettere di parlare di una scoperta.
I bosoni di Higgs, se esistono, hanno vita molto breve, e possono decadere in molti modi diversi. La scoperta fa affidamento sulla possibilità di osservare le particelle in cui i bosoni decadono, piuttosto che sull’osservazione dell’Higgs vero e proprio. Sia Atlas sia Cms hanno analizzato diversi canali di decadimento, e gli esperimenti hanno rilevato degli eccessi nella regione di basse masse. Presi individualmente, nessuno di questi eccessi è più statisticamente significativo di quanto sia ottenere due sei consecutivi dal lancio di un dado. Il dato interessante è che ci sono diverse misurazioni indipendenti che puntano alla regione tra 124 e 126 GeV. È ancora troppo presto per dire se Atlas e Cms hanno scoperto il bosone di Higgs, ma questi nuovi risultati stanno suscitando, come ci si aspettava, un vivo interesse da parte della comunità dei fisici delle particelle.
Per capire il perché di questo interesse, occorre una breve digressione. Il Modello standard, che prevede l’esistenza dell’Higgs, è la teoria che i fisici usano per descrivere il comportamento delle particelle fondamentali e delle forze che agiscono tra di loro. Il modello descrive la materia ordinaria di cui siamo composti non solo noi esseri umani, ma anche tutto ciò che è visibile nell’Universo; tuttavia, non descrive il 96% di quanto nell’Universo non è visibile. Uno degli obiettivi principali del programma di ricerca dell’enorme acceleratore di particelle del Cern, l’Lhc, è andare oltre il Modello standard, e in questo contesto il bosone di Higgs è cruciale.
Se, da una parte, la scoperta dell’Higgs confermerebbe il modello proposto per la prima volta negli anni Sessanta, dall’altra ci sono però altre forme che il bosone può assumere, legate a teorie che vanno al di là del Modello standard. Cominciamo col dire che, se risultasse l’Higgs previsto dal Modello standard, ciò potrebbe ancora indicare una via verso una nuova fisica, ma il bosone dovrebbe mostrare alcuni comportamenti che potranno emergere soltanto dopo lo studio di un gran numero di decadimenti di particelle Higgs. Nel caso risultasse un altro tipo di Higgs, previsto da modelli non standard, al momento oltre la portata degli esperimenti dell’Lhc, si aprirebbero immediatamente le porte di una nuova fisica. L’assenza dell’Higgs, invece, indicherebbe che questa nuova fisica è raggiungibile soltanto una volta che l’Lhc opererà ai massimi livelli di energia, che si prevede saranno raggiunti dopo il 2014.
“Abbiamo limitato la regione di massa più probabile per il bosone di Higgs tra 116 e 130 GeV, e nelle ultime settimane abbiamo cominciato a rilevare un interessante eccesso di eventi nella scala di massa attorno a 125 GeV”, spiega la portavoce di Atlas, l’italiana Fabiola Gianotti. “Questo eccesso potrebbe essere dovuto a una fluttuazione, ma potrebbe anche essere qualcosa di più interessante. Non possiamo arrivare a conclusioni di alcun tipo a questo stadio della ricerca. Avremo bisogno di studi più prolungati, e di più dati. Date le incredibili prestazioni dell’Lhc quest’anno, non dovremo aspettare molto per avere dati in quantità sufficiente, e poter così risolvere l’enigma entro il 2012”, aggiunge il portavoce di Cms, Guido Tonelli, anche lui italiano.
Nei prossimi mesi, entrambi gli esperimenti lavoreranno appunto a una raffinazione delle analisi, in tempo per le conferenze invernali di fisica delle particelle a marzo. Tuttavia, una posizione definitiva sull’esistenza dell’Higgs richiederà ancora più dati, ed è improbabile che questi siano disponibili prima del tardo 2012. In definitiva però, è certo che, indipendentemente da quanto Atlas e Cms mostreranno nei prossimi mesi a proposito dell’esistenza dell’Higgs, il programma dell’Lhc sta aprendo la strada a una nuova fisica.
