Un’osservazione effettuata dall’esperimento CMS al CERN, sottomessa il 28 agosto per la pubblicazione su Physical Review Letters, rappresenta un nuovo importante traguardo nello studio del bosone di Higgs e delle sue interazioni con le particelle del Modello Standard.
Il 4 luglio 2012 due degli esperimenti del Large Hadron Collider (LHC) al CERN, ATLAS e CMS, annunciarono indipendentemente la scoperta del Bosone di Higgs. La scoperta segnò l\’inizio di un programma sperimentale mirato a determinare le proprietà della particella appena scoperta. Risale a giugno il primo grande successo di questo programma: la prima osservazione diretta del bosone di Higgs in associazione con la più pesante particella del Modello Standard, il top quark.
Ieri, durante un seminario al CERN, la collaborazione CMS ha annunciato un ulteriore traguardo importante, cioè il decadimento diretto del bosone di Higgs in quark b (da beauty ovvero bellezza). Questo è in realtà il più frequente di tutti i decadimenti possibili, ma la sua osservazione sperimentale è stata una vera sfida, a causa di un enorme numero di altri processi del Modello Standard (definiti di fondo) che possono imitare questa traccia sperimentale caratterizzata dalla comparsa di un quark b e della sua antiparticella.
Di conseguenza è stato necessario da un lato concentrarsi su eventi che abbiano un\’alta probabilità che sia stato prodotto un bosone di Higgs, cioè eventi con una particella W o Z, come si vede nell\’immagine di copertina; dall\’altro sull\’utilizzo di tecniche di indagine avanzate che sfruttano reti neurali e altri strumenti di machine learning, per ridurre in modo significativo gli eventi di fondo. Dato che il processo è piuttosto raro, è stato necessario setacciare un gran numero di collisioni per trovare il segnale. Fortunatamente le grandi performance di LHC del 2016 e 2017 l\’hanno reso possibile.
\”Sono stati l\’ingegno degli scienziati di LHC nell\’uso di sofisticati strumenti di analisi, incluse tecniche di machine learning, e nel combinare vari approcci per l\’analisi del decadimento del bosone di Higgs, come pure l\’eccezionale performance del rivelatore e la grande disponibilità di dati raccolti, che hanno reso possibile superare questo traguardo prima del previsto\” dice Roberto Carlin, spokeperson di CMS, professore all\’Università di Padova e ricercatore dell\’INFN di Padova.
Questa osservazione conferma, ancora una volta, la previsione del Modello Standard. L\’attuale incertezza sul tasso di decadimento comunque è ancora grande e lascia ampio spazio per i miglioramenti previsti per il prossimo decennio, durante il periodo definito \”Fase 2\” dell\’attività di LHC.
Fonte: pd.infn.it/