La ricerca del totalmente inaspettato al LHC
Il modello standard descrive il modo in cui un gruppo di particelle fondamentali che interagisce con quattro forze (gravità, elettromagnetismo e forza forte e debole) costituisce tutto nel nostro universo. Sviluppato all’inizio degli anni settanta del secolo scorso, questo modello deriva da una serie di principi di simmetria per la spiegazione di quasi tutti gli esperimenti ad alta energia condotti. Per testare il modello standard, il programma di fisica LHC si basa principalmente su misurazioni di precisione del settore di Higgs delle particelle elementari. Un diverso scopo di queste misurazioni era la ricerca di deviazioni dalle previsioni del modello standard. Il team del progetto FPTLHC (From flavor precision tests to LHC discoveries) ha postulato che queste misurazioni annunciassero l’esistenza di una nuova fisica. Gli effetti di tale nuova fisica sono stati analizzati indirettamente tramite deviazioni derivanti dallo scambio di nuove particelle. Un esempio sono gli ulteriori bosoni di Higgs secondo le previsioni della supersimmetria, un’estensione del modello standard. In particolare, le misurazioni a bassa energia basate sulla produzione ad elevata statistica di muoni, kaoni, particelle tau, charm e mesoni B hanno guidato i fisici di FPTLHC nella loro ricerca. I membri del progetto hanno interpretato i dati esistenti relativi ai cambiamenti nel sapore delle particelle da parte della forza debole. Ciò in principio non è diverso dalla modifica della loro rotazione da parte dell’interazione elettromagnetica. L’assenza di deviazioni dalle previsioni del modello standard sostiene una struttura di sapore simile al modello standard. In un approccio diverso alla struttura di sapore tipo modello standard, i ricercatori di FPTLHC hanno ipotizzato che lo spettro di sapore della nuova fisica è anarchico. Questo scenario è stato studiato attraverso modelli teorici e studi delle possibili implicazioni per le misurazioni di precisione a bassa energia. Sono stati fatti due progressi degni di nota. Il team ha fornito una descrizione fenomenologica dell’eccesso difotonico osservato di recente nella massa invariabile di 750 GeV nei rilevatori ATLAS e CMS del LHC. Hanno anche mostrato che la fisica atomica di precisione può sondare la forza atomica di Higgs con una precisione che potrebbe oltrepassare quella degli esperimenti del LHC e LEP. L’interazione delle ricerche dirette con quelle indirette resta da analizzare alla luce dei nuovi risultati degli esperimenti LHC. In particolare, con la scoperta di un bosone di tipo Higgs dopo i primi risultati LHC, e di nessun’altra nuova particella, l’importanza dei test indiretti è fondamentale.
Parole chiave
Large Hadron Collider, modello standard, FPTLHC, nuova fisica, bosone di Higgs, sapore particellare