Pubblicato il: 05/06/2018
Esperimento ATLAS

La produzione del Bosone di Higgs associata a una coppia di quark top all'interno di ATLAS - Foto tratta dal sito del CERN

Il 4 giugno, nel corso della sesta conferenza annuale su Large Hadron Collider Physics (LHCP-2018) di Bologna, la collaborazione ATLAS ha annunciato l'osservazione della produzione del bosone di Higgs in associazione a una coppia di quark top, la particella più pesante ad oggi conosciuta.

Si tratta dell'osservazione di un raro processo, che ha visto la partecipazione anche del gruppo di Fisica sperimentale dell'Università Statale di Milano e della Sezione milanese dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), e che permette ai fisici di verificare alcuni dei parametri più critici del meccanismo di Higgs nel Modello Standard delle particelle elementari.

In particolare, utilizzando tutti i dati relativi alle collisioni protone-protone prodotte dal Large Hadron Collider (LHC) e raccolte dal rivelatore ATLAS presso il CERN di Ginevra, il team di ricerca ha rilevato la presenza di questo segnale con una significanza statistica molto elevata pari a 6.3 deviazioni standard, dato che conferma una analoga osservazione dell’esperimento CMS.

"Questo risultato rappresenta un punto di riferimento fondamentale nell'esplorazione del meccanismo di rottura spontanea della simmetria nel Modello Standard. Esso costituisce, infatti, la prova diretta che la particella più pesante a oggi conosciuta, il quark top, interagisce con il bosone di Higgs come predetto dal Modello Standard" - commenta il professor Karl Jakobs dell'Università di Friburgo (Friburgo) e responsabile della collaborazione ATLAS.

L'osservazione di questo processo è molto complicata, perché solo l'1% di tutti i bosoni di Higgs è prodotto in associazione a una coppia di quark top, e per poter raggiungere un livello di attendibilità così elevato si sono utilizzati tutti i dati raccolti in cinque anni di data-taking, combinando diversi canali di decadimento del bosone di Higgs.

Da anni specializzato nella fisica con fotoni e con un ruolo importante nella costruzione del calorimetro elettromagnetico e del tracciatore interno del rivelatore ATLAS, il team milanese, di cui fanno parte brillanti studenti dell'Università Statale, ha lavorato principalmente nello studio del canale in cui il bosone di Higgs decade in due fotoni, come già per la sua scoperta avvenuta nel 2012.

Questo risultato evidenzia ancora una volta l'eccellente performance dell'esperimento ATLAS. Infatti, grazie all'enorme quantità di collisioni che il LHC sta fornendo, i fisici saranno in grado di studiare le caratteristiche del bosone di Higgs con una precisione mai raggiunta prima e mettendo sempre più alla prova la validità del Modello Standard delle particelle elementari.                                          

"Il completo potenziale dei dati raccolti nell'intero Run 2, includendo quelli che si raccoglieranno entro la fine di quest’anno, verrà utilizzato per migliorare ulteriormente la precisione delle misure e cercare eventuali deviazioni dalle predizioni teoriche - conclude il professor Jakobs - il periodo di fronte a noi si preannuncia interessante e ricco di nuovi risultati".

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