(Modello Standard) con l’esperienza CMS nella campagna di presa dati del 2010 e 2011 all’LHC.
http://www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html
CERN, 13 Dicembre, 2011
Il bosone di Higgs è l’unica particella prevista dal Modello Standard della fisica delle particelle che non sia ancora stata osservata sperimentalmente. Trovare il bosone di Higgs costituisce un importante passo avanti nella comprensione del meccanismo che spiega come le particelle acquisiscano massa. Per contro, l’esclusione dell’esistenza del Bosone di Higgs (Modello Standard) negli esperimenti del LHC sarebbe molto rilevante e darebbe credito e respiro alle teorie alternative al Modello Standard, e che includono particelle/processi simili all’Higgs. Oggi la collaborazione CMS ha presentato il risultato della ricerca del bosone di Higgs del Modello Standard, usando l’intero campione di dati raccolti nelle collisioni protone-protone nel 2011. Questi dati ammontano a 4.7 fb -1 di luminosità integrata [REF: FB]: con un tale campione di dati CMS può studiare la produzione di Higgs per masse sopra il limite di 114 GeV/c 2 (114 GeV nelle unità naturali [REF: GEV]), stabilito dal collisionatore positrone elettrone, LEP del CERN ed esplorare l’intervallo fino a 600 GeV. Il nostro risultato è basato sull’analisi di vari canali di decadimento del bosone di Higgs previsti dalla teoria: decadimenti in coppie di bosoni W o Z, che decadono a loro volta dando origine a quattro leptoni; oppure decadimenti in coppie di quark pesanti, o in coppie di leptoni tau; e infine decadimenti in coppie di fotoni (Figura 1).
I nostri risultati preliminari escludono l’esistenza del bosone di Higgs previsto dal Modello Standard in un largo intervallo di masse possibili: [REF: CL]:
• 127 – 600 GeV al livello di confidenza del 95% come mostrato in Figura 2a
• 128 – 525 GeV al livello di confidenza del 99%
Una data massa è detta “esclusa al livello di confidenza del 95%„ se, ripetendo molte volte l’esperimento e il bosone di Higgs avesse quella massa, nel 95% dei casi troveremmo un’evidenza maggiore di quella trovata.
Da questa misura resta una regione permessa per l’esistenza del bosone di Higgs (Modello Standard) di massa compresa fra 115 GeV e 127 GeV al livello di confidenza del 95%. In questo intervallo di massa è presente un eccesso di eventi rispetto alle previsioni del Modello Standard che appare in maniera consistente in cinque dei canali indipendenti analizzati (si veda la Figura 2b).
Con la quantità di dati raccolti finora, è intrinsecamente difficile distinguere fra le due ipotesi esistenza o non-esistenza di un segnale di Higgs in questa regione. L’eccesso osservato di eventi può essere una fluttuazione statistica dei dati legata a fondi noti del Modello standard, rendendolo compatibile con l’esistenza o assenza del bosone di Higgs (Modello Standard)in questo intervallo. Il campione di dati che raccoglieremo nel 2012 ridurrà le incertezze statistiche, e ci permetterà di capire in maniera non ambigua se il bosone di Higgs esiste in questo intervallo. L’eccesso è compatibile con l’ipotesi di un Higgs (Modello Standard) di massa attorno, o inferiore, a 124 GeV, ma con significanza statistica di meno di due deviazioni standard (2 σ) rispetto a quanto atteso dai fondi noti, una volta preso in considerazione il cosiddetto effetto ‘Look-Elsewhere’ [REF: LEE]. Questo livello di importanza statistica non è sufficiente per essere sicuri che queste fluttuazioni resistano quando accumuleremo dati l’anno prossimo. Se consideriamo l’ipotesi che gli eccessi osservati possano essere un’indicazione della presenza del bosone di Higgs (Modello Standard), troviamo che il tasso di produzione (sezione d’urto relativa alla previsione del Modello Standard, σ/σSM) per ognuno dei canali di decadimento è consistente con le aspettative, anche se con gradi incertezze. La bassa significanza statistica degli eccessi rende egualmente possibile interpretarli come fluttuazione del fondo. La campagna di presa dati del 2012, con l’aumento sostanziale della statistica raccolta aiuterà a capire l’origine dell’eccesso.
[REF:FB]
http://news.stanford.edu/news/2004/july21/femtobarn-‐721.html
[REF:GEV]
L’electron-‐Volt è una unità di energia. Nella fisica delle particelle, dove massa ed energia sono spesso scambiate, è comune usare eV/c 2 come unità di massa, (da E=mc2, dove c è la velocità della luce nelm vuoto). E’ ancora più comune usare un sistema cosiddetto di “unità naturali” con c posto uguale a 1 (quindi, E=m), e semplicemente usare eV come unità di massa.
(Sorgente:Wikipedia)
[REF:CL] Il livello di confidenza è la misura statistica del numero di volte, su 100 prove, che ci si aspetta il risultato entro l’intervallo specificato. Per esempio un Livello di confidenza di 95% significa il risultato di una data misura darà, probabilmente, il valore atteso 95% delle volte.
(Sorgente:NADbank)
[REF:LEE]
HOBBY & PASSIONI 