Il bosone di Higgs può disintegrarsi formando due muoni, ovvero due particelle elementari simili agli elettroni ma più pesanti. Questo raro fenomeno di decadimento, che riguarda un bosone su 5.000, è stato osservato per la prima volta dagli esperimenti Atlas e Cms al Cern di Ginevra. I risultati sono stati presentati alla conferenza internazionale di fisica delle alte energie Ichep 2020, in corso in modalità virtuale da Praga, e dimostrano per la prima volta che il bosone di Higgs può interagire con particelle definite di ‘seconda generazione’, in linea con quanto previsto dalla teoria di riferimento della fisica contemporanea, il Modello Standard.
A partire dal 2012, quando venne annunciata la scoperta del bosone di Higgs, i fisici del Cern hanno cominciato a studiare le sue proprietà attraverso le particelle in cui si trasforma. Finora, gli esperimenti Atlas e Cms avevano osservato il suo decadimento in diversi tipi di bosoni (come i bosoni W e Z) e nei più pesanti fermioni, come i leptoni tau. Nel 2018 hanno misurato anche l’interazione con i quark più pesanti. I muoni, al contrario, sono più leggeri e la loro interazione con bosone di Higgs non era stata mia osservata prima.
“La prova che il bosone di Higgs decade in particelle di seconda generazione completa il successo della seconda fase di raccolta dati”, afferma il portavoce di Atlas, Karl Jakobs. “Le misure delle proprietà del bosone di Higgs hanno raggiunto un nuovo livello di precisione tanto da poter osservare anche le forme di decadimento rare. Questi risultati si basano sulla grande raccolta di dati di Lhc, sull’eccezionale efficienza del rivelatore di Atlas e sull’uso di nuove tecniche di analisi”. Cruciale è stato anche l’impiego “di strumenti di deep learning, ovvero le tecniche sviluppate nel campo dell’intelligenza artificiale e utilizzate dai colossi informatici nei nostri cellulari o nelle auto a guida autonoma”, commenta Andrea Rizzi, ricercatore dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e coordinatore del gruppo di fisica dell’esperimento Cms.
