fbpx Prime tracce di nuova fisica a LHC? | Scienza in rete

Prime tracce di nuova fisica a LHC?

Read time: 3 mins

A metà novembre di quest’anno, esattamente un anno dopo le prime collisioni protone-protone, verranno iniettati fasci di ioni di piombo nel Large Hadron Collider (LHC) del CERN. L’energia dei fasci di ioni sarà notevolmente superiore a quella del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di Brookheaven (Stati Uniti), dal quale LHC prenderà idealmente il testimone. Dopo aver raggiunto l’energia record per la fisica protone-protone, LHC diventerà la macchina di frontiera anche per la fisica degli ioni pesanti.

I risultati dei quattro esperimenti a LHC, dopo i primi sei mesi a un’energia nel centro di massa protone-protone di 7 TeV (7 mila miliardi di elettron Volt), sono al di là delle aspettative. Tipicamente i risultati presentati da esperimenti di fisica delle alte energie, nei primi mesi di attività, riguardano solo l’importantissima fase di controllo e calibrazione degli apparati.  Alla conferenza di Parigi (ICHEP 2010, 22-28 Luglio) sono stati discussi risultati molto rilevanti riguardanti la produzione di bosoni elettrodeboli (W e Z) e di quark pesanti, tra cui il quark top. Inoltre, gli esperimenti sono già entrati in un territorio interessante per la ricerca di fisica oltre il modello standard.

In un clima di eccitazione, in cui le novità arrivano a ritmo settimanale (e a volte giornaliero) sono continuati i controlli dettagliati delle caratteristiche degli eventi prodotti da LHC e il loro confronto con le simulazioni. In particolare è continuato lo studio degli eventi generici, prodotti copiosamente in collisioni protone-protone, che rappresentano il fondo agli eventi interessanti e ai quali si sovrappongono quando l’intensità del fascio è altissima come a LHC. Questi studi, interessanti e necessari di per sè, come ogni studio di fondo a una misura di fisica, sono anche preparatori alla analisi dei futuri dati di collisione di ioni pesanti, poiché rappresentano un termine di paragone.

Nell’analisi di eventi generici di collisione, e in particolare di quegli eventi che presentano una grande molteplicità di tracce cariche, i fisici dell’esperimento CMS a LHC hanno osservato alcune caratteristiche che ricordano simili osservazioni fatte a RHIC con ioni pesanti, e le ha interpretate come produzione di un nuovo stato della materia, il quark-gluon plasma. Questo comportamento non era conosciuto in collisioni prodotte da fasci di protoni. L’esperimento CMS ha sottomesso un articolo che descrive questi risultati al Journal of High Energy Physics, accettato per pubblicazione il 23 Settembre. L’articolo descrive l’osservazione di correlazioni a lunga distanza tra le particelle prodotte in eventi ad alta molteplicità, con una distribuzione angolare simile a quella osservata a RHIC per gli ioni pesanti.

E’ ancora presto per interpretare queste osservazioni, il paragone con gli ioni pesanti è sicuramente intrigante e se l’origine comune di queste correlazioni tra particelle fosse confermata si aprirebbe un nuovo capitolo di ricerca, relativo allo studio del quark-gluon plasma con fasci di protoni. D’altra parte, con LHC siamo entrati in un territorio nuovo, e non si può escludere che fenomeni più standard, non descritti dalle presenti simulazioni, siano all’origine di queste osservazioni. Nei prossimi mesi ne sapremo di più, quel che è certo è che la presa dati del prossimo Novembre a LHC, con fasci di ioni di piombo, ha avuto un inaspettato prologo e si annuncia ancor più interessante del previsto.


Scienza in rete è un giornale senza pubblicità e aperto a tutti per garantire l’indipendenza dell’informazione e il diritto universale alla cittadinanza scientifica. Contribuisci a dar voce alla ricerca sostenendo Scienza in rete. In questo modo, potrai entrare a far parte della nostra comunità e condividere il nostro percorso. Clicca sul pulsante e scegli liberamente quanto donare! Anche una piccola somma è importante. Se vuoi fare una donazione ricorrente, ci consenti di programmare meglio il nostro lavoro e resti comunque libero di interromperla quando credi.


prossimo articolo

Vedere le faglie in 3D grazie al machine learning

prefettura dell aquila dopo il terremoto del 2019

Un sistema di algoritmi di machine learning permette di ricostruire la geometria tridimensionale delle faglie sismiche a partire solo dalla posizione degli ipocentri, rivelando la loro struttura gerarchica e segmentata. L’approccio, sviluppato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Napoli Federico II e testato su diverse sequenze sismiche, potrebbe migliorare i modelli di previsione probabilistica operativa dei terremoti. Nell'immagine il palazzo della prefettura a L'Aquila dopo il terremoto del 6 aprile 2009. Credit: TheWiz83/Wikipedia (CC BY-SA 3.0). 

Siamo abituati a immaginare le faglie come piani, a separazione di blocchi di roccia che muovendosi l’uno rispetto all’altro generano i terremoti. In realtà, le faglie hanno geometrie molto più complicate. Più che come piani, dovremmo immaginarle come sottili parallelepipedi, strati di roccia con un certo spessore, all’interno dei quali si trovano altre faglie più piccole, e così via in un meccanismo di segmentazione gerarchico.