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E se non fosse stato osservato il bosone di Higgs?

Ciò che hanno osservato i fisici del CERN in merito alla scoperta di una nuova particella potrebbe non riguardare il bosone di Higgs (post), nonostante ci assomigli tanto (post), e forse potrebbe non essere l’unica. È quanto emerge da un recente studio che ha analizzato tutti i dati scientifici che sono stati pubblicati in merito al nuovo bosone scalare e i cui risultati sono descritti in un articolo pubblicato su Physical Review D.

Molti dati suggeriscono che la particella scoperta dai fisici di LHC sia davvero il famoso bosone di Higgs. La comunità dei fisici è assolutamente d’accordo, e convinta, che si tratti certamente di una nuova particella che non è stata mai osservata prima. Tuttavia, secondo un gruppo internazionale di ricercatori non sembra esistere alcuna evidenza definitiva, e conclusiva, sul fatto che si tratti proprio del bosone di Higgs. “I dati del CERN vengono presi in generale come una chiara evidenza che la particella osservata sia, di fatto, il bosone di Higgs”, spiega Mads Toudal Frandsen, del Center for Cosmology and Particle Physics Phenomenology presso l’University of Southern Denmark.”E’ vero che il bosone di Higgs può spiegare i dati osservati ma ci possono essere altre spiegazioni. In altre parole, potremmo ricavare questi stessi dati osservando altre particelle”. Ad ogni modo, l’analisi dei dati effettuata dai ricercatori non implica il fatto che i fisici del CERN non abbiano effettivamente scoperto la particella di Higgs. È ancora possibile ma è egualmente possibile che si tratti di una particella diversa. “I dati attualmente a disposizione non sono così precisi da determinare cosa sia esattamente questa particella. Potrebbe darsi che stiamo avendo a che fare, ad esempio, con altre particelle note”, dice Frandsen.

I contorni al 68% del livello di confidenza (e 95% nel caso di ATLAS) che mostrano il confronto del miglior modello (linee a tratti) applicato dai ricercatori ai dati ufficiali di ATLAS e CMS. Credit: Belyaev et al.

Ma allora cos’è, se non è la particella di Higgs? “Crediamo che possa trattarsi della cosiddetta particella techni-Higgs. In qualche modo essa è simile al bosone di Higgs, da cui prende metà del nome”, dichiara Frandsen. Nonostante le due particelle possono essere facilmente confuse negli esperimenti, in realtà sono due entità diverse che appartengono a due teorie differenti. La particella di Higgs è il tassello mancante del modello standard. Questa teoria descrive tre delle quattro forze della natura ma non ci dice nulla su cosa sia la materia scura, cioè quell’enigmatica componente che costituisce l’85% della materia presente nell’Universo. La particella techni-Higgs, se esiste, è qualcosa di completamente diverso. “Non è una particella elementare. Essa è composta da techni-quark che invece pensiamo siano particelle fondamentali. I techni-quark possono essere legati insieme in vari modi per formare le particelle techni-Higgs, mentre per altre combinazioni si potrebbero formare le particelle di materia scura. Per questo, ci aspettiamo di trovare particelle diverse negli esperimenti di LHC che siano tutte composte da techni-quark”, continua Frandsen. Dunque, se i techni-quark esistono, ci deve essere una interazione che li tiene insieme per formare le particelle, che non è possibile spiegare con le quattro interazioni fondamentali, e che non abbiamo ancora osservato: i fisici la chiamano technicolor. Insomma, ciò che è stato osservato al CERN potrebbe essere o la particella di Higgs del modello standard oppure una particella ‘leggera’ composta da due techni-quark. Il passo successivo sarà ora quello di raccogliere ulteriori dati dai prossimi esperimenti di LHC, che inizieranno già a partire dall’anno prossimo con un incremento di potenza. Forse, i teorici potrebbero ottenere quegli indizi necessari per capire se la particella osservata sia in definitiva il bosone di Higgs o invece un techni-Higgs.

University of Southern Denmark: Maybe it wasn't the Higgs particle after all
arXiv: The Technicolor Higgs in the Light of LHC Data

Il seguente video mostra una conferenza di Juan Maldacena dal titolo The Symmetry and Simplicity of the Laws of Nature and the Higgs Boson