Dal Cern gli indizi di un raro decadimento del bosone di Higgs

Al Cern di Ginevra è stata osservata per la prima volta una rara forma di decadimento del bosone di Higgs che, se confermata , potrebbe fornire una prova indiretta di particelle ancora sconosciute , non previste dalla teoria standard di riferimento della fisica: in particolare, gli esperimenti Atlas e Cms sono riusciti a vedere, unendo le forze, il bosone di Higgs trasformarsi in una coppia formata da un fotone, la particella della luce, e un bosone Z, il fratello ‘pesante’ del fotone.

Il risultato è stato presentato dagli esperimenti Atlas e Cms alla Conferenza sulla fisica dell’Lhc, che si è tenuta a Belgrado dal 22 al 26 maggio. “Si tratta di un passo avanti importante per comprendere i fenomeni rari legati al bosone di Higgs”, dice all’ANSA Roberto Tenchini dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, presidente della Commissione scientifica nazionale 1 per la fisica delle particelle. “Indica che la sensibilità degli esperimenti sta aumentando sempre più – aggiunge Tenchini – rendendo possibile osservare anche eventi di questo tipo, fondamentali perché possono essere indizi di una fisica nuova o possono essere ulteriori conferme di quella che conosciamo”.

I ricercatori degli esperimenti Atlas e Cms hanno unito le forze per cercare di massimizzare i risultati ottenuti separatamente durante la seconda fase di presa dati dell’Lhc, avvenuta tra il 2015 e il 2018: la collaborazione, infatti, ha aumentato significativamente la precisione statistica e la portata delle analisi, anche se l’osservazione non può essere ancora confermata sulla base di questi dati. Per la conferma bisognerà attendere la raccolta dei dati in corso, grazie al terzo ciclo iniziato nei mesi scorsi: “Penso che nel giro di un paio d’anni, entro il 2025, avremo i dati che ci servono”, commenta Roberto Tenchini, che ha contribuito alla costruzione di Cms ed è stato responsabile nazionale dell’esperimento dal 2015 al 2017.

Un’altra osservazione, stavolta confermata, che potrebbe custodire la chiave per una nuova fisica era stata presentata nel marzo 2023 sempre dai due esperimenti congiunti: “In quel caso si era osservata la produzione simultanea di quattro quark top – dice Tenchini – un fenomeno raro ancora più interessante”. Il quark top è di gran lunga la particella elementare più massiccia, con una massa che si avvicina a quella del nucleo atomico dell’oro, ed è quindi la particella che ha il legame più forte con il bosone di Higgs. La produzione di quattro quark top è molto rara, perché di solito si presentano in coppie di quark e antiquark (le antiparticelle dei quark), e anche molto difficile da individuare. “È significativo che due esperimenti che normalmente raccolgono dati in modo indipendente, e sono quindi in competizione tra loro, possano anche collaborare – dice ancora Tenchini – per cercare di imparare qualcosa in più”.