Forse scoperto un nuovo bosone al Cern

I due rilevatori CMS e ATLAS del Large Hadron Collider di Ginevra, gli stessi responsabili della storica individuazione del bosone di Higgs nel 2012, hanno osservato quelle che gli scienziati ritengono essere le tracce di una possibile nuova particella elementare. Se la scoperta venisse confermata, potrebbe essere l'inizio di una nuova era nello studio delle particelle.

I due rilevatori hanno osservato un inaspettato eccesso di coppie di fotoni a 375 GeV di energia l'uno (per un totale quindi di 750 GeV) in seguito a collisioni protone-protone. Secondo gli scienziati, si tratterebbe di importanti indizi a favore dell'esistenza di una nuova particella - un bosone, ma non necessariamente simile a quello di Higgs - che decade in due fotoni di massa uguale. Se confermato, il nuovo bosone sarebbe almeno quattro volte più massiccio di qualunque particella oggi conosciuta e sei volte più del bosone di Higgs.

I dati sono stati raccolti tra Giugno e Novembre di quest'anno. Il rilevatore ATLAS ha osservato circa 40 coppie di fotoni oltre i limiti imposti dal modello standard della fisica delle particelle, mentre CMS ne ha osservate solamente dieci. Si tratta, in entrambi i casi, di numeri estremamente bassi. È probabile che i risultati siano stati pubblicati solamente perché riscontrati in entrambi gli esperimenti; qualora uno dei due rilevatori non avesse trovato segni della presenza di questo ipotetico bosone, è probabile che i risultati non sarebbero nemmeno stati annunciati, talmente sono incerti.

"È affascinante," spiega Dave Charlton dell'Università di Birmingham, "ma può anche trattarsi di una coincidenza." Se però la scoperta venisse confermata, "cambierebbe completamente il gioco," come spiega Gian Francesco Giudice del CERN.

Esperimenti come il CERN hanno impiegato decenni per convalidare il modello standard, e fino ad oggi si riteneva che il bosone di Higgs fosse l'ultimo tassello di questo grande puzzle. Una particella notevolmente più massiccia inaugurerebbe un interno nuovo capitolo. "Il bosone di Higgs non sarebbe nulla in confronto, in termini di originalità," spiega Giudice.

Come nota Maxim Perelstein della Cornell University, nonostante l'LHC non fosse alla ricerca di questo bosone - il CMS, ad esempio, era impegnato nello studio del gravitone - ciò non significa che si debba per forza trattare di una particella esotica: ad esempio, potrebbe semplicemente essere una versione più pesante del bosone di Higgs. "Non sarei completamente sorpreso se venisse confermata la sua esistenza."

Di certo sappiamo solo che nella prossima campagna dell'LHC, il cui inizio è previsto per Marzo 2016, la ricerca di quest'ipotetica particella giocherà un ruolo di primo piano. "Se c'è un fenomeno naturale reale dietro a queste fluttuazioni, lo sapremo," conclude Tiziano Camporesi, portavoce del CMS.

"Ci aspettiamo di ricevere 10 volte più dati l'anno prossimo," gli fa eco Charlton, "il che dovrebbe aiutarci a risolvere questo mistero -- anche se probabilmente ci permetterà di trovarne di nuovi!"