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ATLAS e CMS sul valore della massa di Higgs

Alla 50° conferenza “Rencontres de Moriond” di La Thuile, in Italia, i fisici degli esperimenti ATLAS e CMS hanno presentato per la prima volta i risultati congiunti sul valore della massa del bosone di Higgs. I dati indicano un valore di mH = 125.09 ± 0.24 (0.21 errore statistico ± 0.11 errore sistematico) GeV, che corrisponde ad una precisione migliore dello 0,2%.

Il bosone di Higgs è un ingrediente essenziale del modello standard, la teoria che descrive le particelle elementari note e le interazioni fondamentali. Il meccanismo Brout-Englert-Higgs mediante il quale è stata prevista l’esistenza del bosone di Higgs, che conferisce la massa a tutte le particelle. Si tratta non solo della misura più precisa della massa di Higgs ma essa rappresenta la misura più accurata che sia stata finora raggiunta al Large Hadron Collider (LHC). Il bosone di Higgs decade sotto forma di varie particelle. Per realizzare questa misura, sono stati combinati i risultati dei due canali di decadimento che meglio permettono di stimare la massa di Higgs (che decade in 2 fotoni e 4 leptoni). In ogni esperimento sono state osservate alcune centinaia di eventi nel canale Higgs-fotoni e alcune decine di eventi nel canale Higgs-leptoni, relativamente ai dati del 2011 e 2012, avendo esaminato 4000 trilioni di collisioni protone-protone ad energie di 7-8 TeV.

Il modello standard non predice la massa del bosone di Higgs e perciò essa deve essere misurata sperimentalmente.

Ad ogni modo, una volta ricavata la massa di Higgs, il modello standard permette di predire tutte le proprietà del bosone di Higgs che poi possono essere verificate dagli esperimenti. Questo risultato congiunto della massa di Higgs ad opera degli esperimenti ATLAS e CMS rappresenta il primo passo di tutta una serie di altre misure combinate sulle proprietà di Higgs che coinvolgeranno altri processi di decadimento. Finora, le misure ottenute con una precisione sempre più elevata da entrambi gli esperimenti hanno permesso di stabilire che le proprietà osservate del bosone di Higgs, tra cui il suo spin, la parità e le interazioni con le altre particelle, sono consistenti con il bosone di Higgs del modello standard. Con le prossime analisi congiunte del Run 1 e con le prossime collisioni a più alta energia del Run 2, i fisici si aspettano di migliorare ancora di più la precisione della misura della massa di Higgs e di esplorare più in dettaglio le proprietà della particella. Durante il Run 2, gli scienziati saranno in grado di combinare i loro risultati immediatamente, migliorando così la sensibilità di LHC che potrebbe portare, almeno si spera, a degli indizi sull’esistenza di una “nuova fisica” oltre il modello standard.

CERN: LHC experiments join forces to zoom in on the Higgs boson
INFN: IL BOSONE DI HIGGS SULLA BILANCIA DI PRECISIONE
APS Physics: A More Precise Higgs Boson Mass

Gli articoli scientifici appariranno a breve su arXiv:

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