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C’è un segnale anomalo nei dati del Large Hadron Collider (Lhc), il grande acceleratore di particelle al Cern di Ginevra, che nel 2012 ha portato alla scoperta del bosone di Higgs. Quest’anomalia appare come una sorta di gobba nei dati raccolti dal rivelatore Cms (Compact Muon Solenoid), uno dei quattro principali esperimenti che costituiscono l’Lhc. Il risultato, frutto di una ricerca della Cms Collaboration, è stato presentato ad un talk al Cern, che si è tenuto l’1 novembre 2018, ed è contenuto in uno studio pubblicato in preprint su arXiv.
La presenza di un segnale inaspettato ha generato un forte fermento fra i fisici, che inizialmente hanno ipotizzato la presenza di una nuova particella, come racconta un articolo su The Conversation. Tuttavia, ripetendo l’esperimento ad energie superiori, questo segnale non è stato confermato. Ed è per questo che sull’Ansa si legge che si è trattato di un falso allarme. In ogni caso, quando grandi esperimenti come quelli dell’Lhc osservano qualcosa di inatteso, che non è previsto da precedenti ricerche e dai modelli teorici, questo accende l’interesse degli scienziati per capire di che si tratta. Ecco cosa è successo.
In generale, nel Large Hadron Collider protoni accelerati a velocità prossime a quelle della luce vengono fatti scontrare fra loro. Da queste collisioni si generano altre particelle, come il bosone di Higgs, che a loro volta decadono quasi immediatamente, dando origine ad altre particelle ancora. Tutte queste particelle non sono visibili ma possono essere rintracciate, tramite i rivelatori, studiando i segnali prodotti, ovvero le loro tracce, e confrontandoli con i dati dei modelli teorici. Quando si presenta un segnale anomalo, ovvero che non è in linea con i precedenti esperimenti e non è previsto dalla teoria, si è di fronte a qualcosa di nuovo e si procede ad ulteriori analisi per capirne l’origine.
In particolare, il rivelatore Cms – che insieme ad Atlas, Alice e Lhcb costituisce la struttura portante del Large Hadron Collider – presta attenzione alla misura dei muoni, particelle simili per certi aspetti agli elettroni ma con massa più elevata. Dai dati raccolti in questo esperimento emerge un’anomalia, una curva, che i fisici avevano ipotizzato essere una nuova particella, con una massa di indica una massa di di 28 GeV (GigaelettronVolt o miliardi di elettronVolt), pari a poco più di un quarto della massa del bosone di Higgs (125 GeV).
Tuttavia, fin dall’inizio i ricercatori hanno richiamato alla cautela: quando si è in presenza di un segnale del genere può trattarsi anche semplicemente di una fluttuazione statistica che eccezionalmente ha generato un segnale, una gobba appunto, molto maggiore di quanto previsto. E sembrerebbe essere questo il caso, dato che ripetendo l’esperimento ad energia doppia questa alterazione non è stata confermata: un dato che apparentemente contrasta con la possibilità di una nuova particella, il cui segnale ad energie superiori avrebbe dovuto essere ancora più pronunciato. Tuttavia, il dubbio che sia una particella rimane, come spiega il ricercatore Roger Barlow su The Conversation, e potrebbe esserci qualche altro fenomeno sottostante, ancora sconosciuto.
Anche per questo è necessario ripetere la ricerca, verificando se viene rilevato anche da altri esperimenti, come il rivelatore Atlas – che ha gli stessi obiettivi di Cms ma li raggiunge con metodi sperimentali differenti (dunque fornirebbe un risultato indipendente).
Per il momento, le particelle candidate per spiegare questo segnale non soddisfano i requisiti: ad esempio gli scienziati hanno pensato ad un bosone di Higgs più leggero, che tuttavia non darebbe luogo a muoni. Un’idea spiegata da Roger Barlow è che se questa particella esistesse davvero, sarebbe lontanissima non solo dal Modello Standard ma anche da qualsiasi altra ipotesi finora formulata, anche al di là della supersimmetria e della teoria della grande unificazione.
