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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Un cognac per la SUSY

Uno dei principali obiettivi dei teorici, la supersimmetria o, in breve, SUSY, acronimo che sta per SUper SYmmetry, indica nella fisica delle particelle una teoria, estensione del modello standard, che individua una simmetria secondo cui ad ogni fermione e ad ogni bosone corrispondono, rispettivamente, un bosone e un fermione di uguale massa. Nonostante alcuni scienziati abbiano già scommesso che la rivelazione delle particelle supersimmetriche sia proprio una questione di tempo, può succedere che qualche fisico faccia un passo indietro. È il caso di Nima Arkani-Hamed, un teorico dell’Institute for Advanced Study (IAS) di Princeton, che partecipando ad una conferenza, tenutasi di recente a Copenhagen, ha donato una bottiglia di cognac, del valore di 1000 corone (circa 130 euro), a Poul Damgaard, direttore del Niels Bohr International Academy, uno dei vincitori della scommessa. Già, ma di quale scommessa si tratta?

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.

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.

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?

LHC, inizia ufficialmente il Run 2

Dopo circa 27 mesi di inattività, è arrivato il grande giorno. Il Large Hadron Collider (LHC) è pronto per fornire ai fisici i primi dati delle collisioni a 13 TeV. Gli esperimenti del cosiddetto Run 2, che saranno operativi per un periodo di almeno 3 anni, aprono la strada a nuove frontiere della fisica. Per seguire le attività in corso, è stato creato un Live Blog LHC Season 2: New frontiers in physics dove saranno pubblicati le ultime news dal CERN Control Center (CCC).

CERN: Live blog: LHC experiments to start taking data at 13 TeV

CERN: LHC experiments are back in business at a new record energy

Live Webcast

LHC, effettuate le prime collisioni di prova a 13 TeV

Sono state effettuate oggi, per la prima volta, le collisioni a 13.000 miliardi di elettronvolt (13 TeV) all’interno dell’acceleratore più grande del mondo. È ancora un test, ma i fisici lo definiscono già una delle tappe fondamentali sulla strada verso la nuova fase di attività del Large Hadron Collider (LHC), il cosiddetto Run 2.

Da LHC nuovi limiti per la supersimmetria

CMS e LHCb, due dei quattro imponenti rivelatori del Large Hadron Collider (LHC), il superacceleratore del CERN di Ginevra, cui l’Italia collabora con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), sono riusciti a individuare un rarissimo decadimento del mesone B_s, con una significatività statistica di oltre 6 deviazioni standard: fuori dal gergo scientifico, questo significa che sono proprio sicuri di averlo osservato. Il processo era già stato misurato in passato, sia da CMS sia da LHCb, ma con una minore significatività statistica: adesso, grazie a un’analisi combinata dei loro dati, le due collaborazioni sono riuscite a superare, appunto, la soglia delle sei deviazioni standard e a poter affermare con certezza l’osservazione del raro decadimento. I risultati di questo lavoro sono pubblicati sulla prestigiosa rivista internazionale Nature.