Dieci anni dopo la scoperta, una precisione impressionante

Sono passati 10 anni dalla scoperta del bosone di Higgs, e, come accennavo qui, lunedì c'è stato al CERN un simposio per fare il punto su tutto quello che abbiamo imparato su questa nuova particella. Ho avuto il privilegio di essere invitato a presentare una parte delle misure, e in particolare quelle delle proprietà fondamentali del bosone di Higgs: la sua massa, la sua larghezza naturale, il suo spin, e proprietà di simmetria di CP delle sue interazioni. Ovviamente si è trattata di una presentazione "tecnica" per addetti ai lavori, ma se qualcuno volesse rivederla (anche solo per sentire come suona la mia voce in inglese) la registrazione si trova qui. Il sommario è comunque facile da comprendere:

• La massa del bosone di Higgs, l'unico parametro del Modello Standard ignoto prima della scoperta, e qualcosa che la teoria non sa predire, è oggi una delle grandezze del Modello Standard meglio misurate, con una precisione impressionante dello 0.1%, che non farà che migliorare ulteriormente nei prossimi mesi quando finiremo le ultime misure con tutti i dati del Run 2.
• La larghezza naturale del bosone di Higgs è veramente molto piccola, e pochi avrebbero scommesso sulla capacità degli esperimenti di LHC di misurarla, e invece oggi abbiamo una misura con una precisione del 50%, che per un valore così piccolo è veramente notevole. Anche qui, i miglioramenti sono dietro l'angolo, visto che per ora la misura è stata fatta da un solo esperimento.
• Che il bosone di Higgs avesse spin 0 lo sapevamo già nel 2013: il semplice fatto che decada in due fotoni esclude infatti l'ipotesi che abbia spin 1, e l'ipotesi di spin 2 è stata scartata a suo tempo con livelli di confidenza altissimi.
• Se lo spin dell'Higgs è 0, le proprietà di simmetria di CP delle sue interazioni sono più sottili da valutare. In particolare, se nel 2013 e 2014 avevamo già un'idea piuttosto chiara delle proprietà di CP delle interazioni dell'Higgs con i bosoni vettori, le cose non erano affatto evidenti per quelle con i fermioni. Il Run 2 ha portato una pletora di nuove misure, che per adesso escludono chiaramente delle proprietà di CP puramente "dispari" di queste interazioni (dove il Modello Standard prevede delle proprietà puramente "pari"), e già anche diversi livelli di mistura tra interazioni pari e dispari sono stati esclusi. In sostanza, per ora tutto sembra compatibile con le predizioni del Modello Standard.

Se "tutto sembra compatibile con le predizioni del Modello Standard" vi pare noioso, permettetemi di dire che, sì, sarebbe bello vedere qualche fenomeno al di là del Modello Standard nel settore di Higgs (ma non siamo noi a decidere come la Natura si comporta), e comunque questo livello di precisione nelle misure è il frutto di un lavoro enorme, che va da chi ha progettato i rivelatori a chi li ha fatti andare, e ha garantito che prendessimo dati di qualità; da chi ha calibrato, e poi ricalibrato, e poi ricalibrato ancora, passando per coloro che hanno fatto andare i millanta computer necessari per processare i dati, simularli, analizzarli; per finire con i gruppi di analisi dedicati e meticolosi, che hanno messo insieme i pezzi. La scienza è prima di tutto una precisione che viene da lontano, e conta il contributo di mille mani: le misure delle proprietà del bosone di Higgs ne sono un'esempio perfetto.

Ovviamente approfitto di questo breve riassunto per pubblicare vanitosamente qualche bella foto della mia presentazione di lunedì al CERN, che mi hanno fatto mentre parlavo. Tutti i crediti fotografici vanno ovviamente al CERN!