(TEMPOITALIA.IT) Il bosone di Higgs è stato scoperto nei rivelatori del Large Hadron Collider (LHC) circa dodici anni fa. Si è rivelato una particella così difficile da produrre e osservare che, nonostante il tempo trascorso, le sue proprietà non sono ancora conosciute con precisione soddisfacente. Ora sappiamo qualcosa di più sulla sua origine, grazie al recente risultato pubblicato da un gruppo internazionale di fisici teorici, con la partecipazione dell’Istituto di Fisica Nucleare dell’Accademia Polacca delle Scienze.
Il Modello Standard è una complessa struttura teorica costruita negli anni ’70 per descrivere coerentemente le particelle elementari attualmente conosciute (quark, elettroni, muoni, tau e la trinità associata di neutrini) e le forze elettromagnetiche (fotoni) e nucleari (gluoni per le interazioni forti, bosoni W e Z per le interazioni deboli). La scoperta del bosone di Higgs, grazie all’LHC, ha rappresentato la ciliegina sulla torta nella creazione del Modello Standard, poiché questa particella gioca un ruolo chiave nel meccanismo che conferisce massa alle altre particelle elementari.
Per un fisico, uno dei parametri più importanti associati a qualsiasi particella elementare o nucleare è la sezione d’urto per una specifica collisione. Questo parametro fornisce informazioni su quanto spesso possiamo aspettarci che la particella appaia in collisioni di un certo tipo. Il gruppo di ricerca si è concentrato sulla determinazione teorica della sezione d’urto del bosone di Higgs nelle collisioni gluone-gluone, responsabili della produzione di circa il 90% dei bosoni di Higgs, le cui tracce sono state registrate nei rivelatori dell’acceleratore LHC.
L’importanza delle correzioni di ordine superiore per comprendere le proprietà del bosone di Higgs è evidente dal fatto che le correzioni secondarie calcolate nel lavoro, apparentemente piccole, contribuiscono quasi per un quinto al valore della sezione d’urto attiva ricercata. Questo si confronta con le correzioni di terzo ordine del tre percento, che riducono le incertezze computazionali a solo un percento. Una novità del lavoro è stata quella di tenere conto dell’effetto delle masse dei quark bottom, portando a uno spostamento piccolo ma significativo di circa un percento.
La diffusa convinzione tra gli scienziati sulla necessità dell’esistenza di una nuova fisica deriva dal fatto che un numero di domande fondamentali non può essere risposto con il Modello Standard. Perché le particelle elementari hanno le masse che hanno? Perché formano famiglie? Di cosa è fatta la materia oscura, le cui tracce sono così chiaramente visibili nel cosmo? Qual è la ragione della predominanza della materia sull’antimateria nell’Universo? Il Modello Standard deve anche essere esteso perché non tiene conto della gravità, che è un’interazione così comune. (TEMPOITALIA.IT)
