L’Universo sull’orlo di un precipizio

Più osserviamo l’Universo e più ci appare strano. Oggi, fisici e astronomi sono impegnati ad affrontare tutta una serie di ostacoli per comprendere alcuni aspetti sull’origine e il contenuto dell’Universo. Qui di seguito, esaminiamo con l’aiuto di alcuni scienziati cinque problematiche che sembrano inspiegabili e ci chiediamo che cosa si cela dietro di essi.

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La ‘nuova’ fisica che non c’è

Nonostante il segnale a 125 GeV, associato al bosone di Higgs, sia apparso ad un livello più significativo nei dati del Run-2, tuttavia alla 38° Conferenza Internazionale della Fisica delle Alte Energie, che si è appena conclusa a Chicago, non è emerso alcun risultato che possa fornire indizi di una ‘nuova’ fisica. Gli scienziati hanno presentato oltre un centinaio di risultati che si riferiscono agli ultimi esperimenti realizzati al Large Hadron Collider (LHC) nel 2015. Tra questi, anche una prima serie di dati ottenuti quest’anno al nuovo livello di energia di 13 TeV. In breve, i fisici che lavorano agli esperimenti ATLAS e CMS escludono il segnale a 750 GeV, considerato una fluttuaziona statistica, mentre non esistono tracce di gluini, ipotetiche particelle previste dalla supersimmetria, fino a 1,9 TeV. Dunque, sembra proprio che il modello standard resista ad ogni tentativo di falsificazione.

GUT, la necessità di unificare la fisica

La fisica delle particelle ha fatto grandi passi durante gli anni ’70. Gli Stati Uniti e l’Europa videro la realizzazione di nuovi acceleratori da cui emersero particelle inaspettate che i teorici tentarono di spiegare, predicendo anche l’esistenza di altre particelle a cui dare la caccia. Il risultato fu quello che oggi è noto come modello standard delle particelle elementari e delle interazioni, una teoria che si può considerare come una sorta di catalogo dei bit fondamentali della materia e delle forze che li governano.

LHC, quel misterioso segnale a 750 GeV

In un precedente post, abbiamo detto che gli esperimenti ATLAS e CMS hanno presentato una sorta di picco “nascosto” nei nuovi dati raccolti durante i primi mesi del secondo run del Large Hadron Collider (LHC). Entrambi gli esperimenti riportano un piccolo eccesso di coppie di fotoni la cui massa combinata è di circa 750 GeV. Questo segnale potrebbe essere associato ad una nuova particella massiva che decade in due fotoni oppure potrebbe essere una fluttuazione casuale che svanirà nel momento in cui si avranno più dati.

Il ‘cugino’ più pesante del bosone di Higgs

Nel periodo in cui Fabiola Gianotti prende il timone alla guida del CERN in qualità di nuovo Direttore Generale, in carica dal 1° Gennaio 2016, abbiamo di recente letto sul web la notizia secondo cui i fisici che lavorano al Large Hadron Collider (LHC) avrebbero scoperto una “nuova particella” che potrebbe essere considerata una sorta di “fratello maggiore e più pesante” del bosone di Higgs, quest’ultimo considerato solamente una sorta di figlio unico. Ma se si troverà davvero un’altra particella come Higgs, allora dovremo necessariamente riscrivere le nostre teorie per formulare un’idea migliore delle regole che governano il nostro Universo. Facciamo, però, notare che abbiamo detto “se si troverà”: forse è arrivato il momento di fermarci un attimo e di analizzare più da vicino ciò che hanno trovato gli scienziati e ciò che non hanno detto.

Dov’è ‘nascosta’ la forza di Higgs?

Nel 2012, il bosone di Higgs è diventato ufficialmente un membro della famiglia di particelle elementari (post). I bosoni sono quelle particelle che trasportano le interazioni fondamentali. Queste forze attraggono e respingono ciò che sarebbe altrimenti stata una sorta di “zuppa di particelle” in un bellissimo mosaico di stelle e galassie che popolano l’Universo osservabile.

LHC, un segnale che fa ‘traballare’ il modello standard

Un segnale interessante rivelato al Large Hadron Collider (LHC) potrebbe rappresentare il crack del modello standard, l’attuale, migliore descrizione del mondo delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali. I risultati sono riportati su Physical Review Letters.

Higgs è sempre più standard

Tre anni dopo l’annuncio della scoperta di un nuovo bosone scalare (post), i fisici degli esperimenti ATLAS e CMS hanno presentato per la prima volta le misure congiunte sulle proprietà del bosone di Higgs durante la terza conferenza annuale LHCP 2015.

Esiste un solo bosone di Higgs?

Quando i fisici annunciarono la scoperta del bosone di Higgs nel 2012 (post), essi dichiararono che il modello standard delle particelle elementari si poteva considerare completo: in altre parole, era stato trovato finalmente il pezzo mancante del puzzle. Tuttavia, molte domande rimangono ancora senza una risposta e una di queste ha a che fare con il numero di Higgs: abbiamo trovato un solo tipo di bosone di Higgs o ce ne sono altri?

Un misterioso ‘segnale’ nei dati di ATLAS e CMS

Durante il Run 1 è stato osservato un “segnale”, o bump, che sta facendo incuriosire i fisici del Large Hadron Collider (LHC) che lavorano agli esperimenti ATLAS e CMS. Nel mese di Luglio 2014, gli scienziati di CMS lo hanno riportato per primi, ma dato che era troppo debole e insignificante essi lo hanno scartato classificandolo come fluttuazione statistica. Tuttavia, di recente anche ATLAS ha confermato la presenza di un bump all’incirca nella stessa posizione e questa volta si tratta di un segnale più grande e più forte.