Indagare sui segreti del mondo subatomico
spinti dalla necessità di ricercare il bosone di Higgs e di effettuare una stima della sua massa partendo da un'estrazione precisa dei segnali provenienti dai processi di background di questa particella. L'obiettivo principale della borsa di ricerca assegnata al progetto SAMURAI-APPS ("Precision study of W bosons pair production in association with jets at high energy colliders") era la creazione di strumenti ampiamente automatizzati in grado di ottenere i risultati sperati. Nello specifico, il gruppo di lavoro ha ideato dispositivi in grado di effettuare correzioni di ordine elevato relative alle collisioni adrone-adrone. È stato quindi sviluppato il pacchetto software GOSAM allo scopo di coadiuvare il calcolo automatico della sezione d'urto di diffusione che offre una descrizione delle probabilità di interazione tra le particelle. L'accoppiamento di particelle coinvolte nell'interazione è stato visualizzato mediante l'utilizzo dei diagrammi di Feynman, nei quali le correzioni di ordine elevato venivano rappresentate mediante cicli. Il pacchetto GOSAM è stato impiegato ai fini del calcolo delle modifiche nell'ambito della teoria della cromodinamica quantistica (QCD) e della teoria elettrodebole. La prima descrive le interazioni forti tra le particelle elementari che, insieme alle interazioni elettrodeboli, compongono il Modello standard. All'utente è richiesto esclusivamente di specificare i dettagli del processo da analizzare e di lanciare la generazione del codice sorgente e la relativa compilazione. In base alla configurazione del processo specifico, è possibile dedurre ampiezze di diffrazione attraverso l'utilizzo di varie tecniche. Il pacchetto software GOSAM consente inoltre di scegliere il metodo migliore in termini di velocità e di stabilità numerica. Il 4 luglio 2012, è stata annunciata l'osservazione di un bosone di Higgs con una massa di circa 125 GeV presso l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN). La scoperta di una corrispondenza tra le misurazioni delle proprietà del bosone di Higgs e le previsioni teoriche ha sancito un enorme successo per il Modello standard. Sebbene, però, questa teoria fornisca una descrizione accurata dei fenomeni nel dominio di riferimento, il quadro non è ancora completo. L'utilizzo degli strumenti SAMURAI-APPS, unitamente alla conduzione di ulteriori esperimenti sull'LHC, potrebbe determinare un'inversione di rotta. Misurazioni dettagliate di tutte le ramificazioni del decadimento della particella Higgs, nonché di nuove particelle, potrebbero svelare ulteriori aspetti del misterioso mondo subatomico.
Parole chiave
Modello standard, Grande collisore di adroni, bosone di Higgs, GOSAM, Feynman, cromodinamica quantistica, elettrodebole, particelle elementari, subatomico
