Le ricerche del bosone di Higgs con il Tevatron

Il Tevatron

La particella di Higgs prende il nome dal fisico scozzese Peter Higgs, che ha sviluppato il modello teorico che spiega perché alcune particelle hanno una massa e altri no, un passo importante verso la comprensione dell'origine della massa. Il modello standard prevede l'esistenza di questa particella, finora non rilevata sperimentalmente. Solo gli acceleratori ad alta energia di particelle come il Tevatron (chiuso nel settembre 2011), e il Large Hadron Collider, che ha prodotto le sue prime collisioni nel novembre 2009, hanno la possibilità di produrre la particella di Higgs. Circa 1.700 scienziati provenienti da istituti statunitensi, tra cui  il Fermilab, hanno lavorato agli esperimenti LHC.

Due giorni prima l'annuncio degli ultimi risultati della ricerca di Higgs, dal Large Hadron Collider, gli scienziati del CDF e DZero in collaborazione hanno trovato l’indicazione più forte finora per la particella di Higgs così a lungo cercata.10 anni di raccolta e analisi dei dati prodotti dall’US Department of Energy Tevatron Collider, le collaborazioni degli scienziati del CDF e DZero hanno trovato l’indicazione più forte per la particella di Higgs. Comprimendo l'ultimo bit d’informazioni su 500 miliardi di collisioni prodotte dal Tevatron per ciascun esperimento dal marzo 2001, l'analisi finale dei dati non risolve la questione se la particella di Higgs esiste, ma si avvicina parecchio a una risposta. Gli scienziati del Tevatron hanno presentato i loro ultimi risultati, il ​​2 luglio, due giorni prima dell'annuncio degli ultimi risultati della ricerca del bosone di Higgs al Large Hadron Collider nel CERN di Ginevra in Europa. I risultati finali del Tevatron confermano i risultati della ricerca sul  bosone di Higgs che gli scienziati del Tevatron e LHC hanno presentato nel marzo 2012.

Col Tevatron i risultati indicano che la particella di Higgs, se esiste, ha una massa compresa tra 115 e 135 GeV/c2, ovvero circa 130 volte la massa del protone.                                                                       

" Sappiamo esattamente il segnale che stiamo cercando nei nostri dati, e- ha detto Gregorio Bernardi co-portavoce DZero, fisico presso il Laboratorio di Fisica nucleare e di energia, o LPNHE, presso l'Università di Parigi VI e VII-  vediamo le indicazioni forti della produzione e del decadimento dei bosoni di Higgs  in una coppia di quark bottom, difficile da osservare a LHC ."

"Durante la sua vita, il Tevatron deve aver prodotto , se esiste, migliaia di particelle di Higgs e sta a noi trovarle nei dati che abbiamo raccolto",- ha detto Luciano Ristori, portavoce dell'esperimento CDF, fisico al Fermilab e nell'italiano Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). "Abbiamo sviluppato sofisticati programmi di simulazione e di analisi per identificare modelli Higgs simili. Eppure, è più facile cercare il viso di un amico in uno stadio pieno di 100.000 persone piuttosto che cercare un evento simile alla presenza del bosone di Higgs tra migliaia di miliardi di collisioni ".

La ricerca della particella di Higgs al Tevatron si concentra su una modalità di decadimento diverso da quello della ricerca nell’ LHC. Secondo il quadro teorico noto come modello Standard delle particelle, i bosoni di Higgs possono decadere in molti modi diversi. Proprio come un distributore automatico può restituire la stessa quantità di cambiamento utilizzando diverse combinazioni di monete, il bosone di Higgs può decadere in diverse combinazioni di particelle. A LHC, gli esperimenti possono osservare l'esistenza di una particella di Higgs cercando il suo decadimento in due fotoni energetici. Negli esperimenti al Tevatron, è più facile vedere il decadimento di una particella di Higgs in una coppia di quark bottom.

Il Tevatron è uno degli otto acceleratori di particelle. Il più grande, acceleratore operativo a Fermilab è ora con lo sviluppo di 2 miglia di circonferenza nell’iniettore principale, che fornisce neutrini al laboratorio e muoni ai programmi di ricerca