LHCb vede i primi indizi di nuova fisica a LHC?

Questa settimana si tiene a Parigi l'Hadron Collider Physics Symposium, o HCP per gli amici. È una conferenza importante, che quest'anno ha luogo proprio immediatamente dopo la fine dalla presa dati protone-protone 2011 di LHC. Tutti quanti si aspettano dunque nuovi risultati dagli esperimenti di LHC, magari usando tutta la statistica possibile. In realtà, soprattutto su questo ultimo punto, le speranze saranno probabilmente disattese: per masticare 5 femtobarn inversi ci va tempo, e potete stare certi che non vedremo nessun aggiornamento saliente (per esempio, sulla ricerca dell'Higgs) basato su tutti questi dati prima del Council del CERN a inizio dicembre.

Anche con pochi dati è però possibile tirare fuori risultati intriganti, che è quello che ha fatto LHCb ieri con in annuncio quasi a sorpresa (dico "quasi" perché nei corridoi la voce circolava da un po', sopratutto quando la richiesta di modificare il programma per aggiungere una presentazione non prevista è diventata pubblica). Con questo risultato, LHCb si aggiudica la palma del primo esperimento di LHC ad aver visto un possibile indizio di fisica oltre il Modello Standard. Ma andiamo con ordine (e vi avverto da subito, ci saranno delle formulette!).

LHCb è un esperimento particolare: lavora con le stesse collisioni protone-protone prodotte da LHC che osservano ATLAS e CMS, ma con uno scopo più ristretto e preciso, ovvero studiare in particolare la produzione e il decadimento di particelle che contengano un quark b. Per fare questo LHCb ha una struttura particolare, di cui magari vi parlerò in un'altra occasione: vi basti sapere che il rivelatore è organizzato per misurare con precisioni la formazione di queste particelle, e soprattutto i loro decadimenti. Se LHCb è ottimizzato per misurare le proprietà di mesoni che contengono un quark b, può altrettanto bene misurare le proprietà di produzione e decadimento di mesoni che contengono un quark c, ed è proprio da uno di questi studi che arriva la notizia intrigante.

In che cosa consiste la misura? LHCb ha misurato i tassi di decadimento dei mesoni neutri D^0 in coppie di particelle K cariche o di pioni \pi carichi, ovvero questi processi:

D^0 \to K^+ K^- e \bar{D^0} \to K^+ K^-

D^0 \to \pi^+ \pi^- e \bar{D^0} \to \pi^+ \pi^-

Per capire meglio le formulette li sopra, dobbiamo giocare un po' al meccano (o al Lego, se preferite) con i quark. Prendete carta e penna, e iniziamo. Un mesone D^0 è formato da un quark c e un antiquark u (D^0 = c\bar{u}, dove la sbarretta sopra un simbolo rappresenta un'antiparticella), l'antiparticella del mesone D^0, il \bar{D^0}, da un antiquark c e un quark u (\bar{D^0} = \bar{c}u). Un mesone K^- è formato da un quark s e un antiquark u, un pione \pi^- da un quark d e un antiquark u. Che cosa avete imparato fino ad adesso? Che i mesoni sono particelle formate da un quark e un antiquark, e che, per sapere da cosa è formata l'antiparticella di un mesone, basta costruirla prendendo al posto del quark il suo antiquark, e viceversa. Ce la fate a scrivere da soli la composizione dei mesoni K^+ e \pi^+? Provate, io ve la scrivo qui sotto, insieme agli altri ingredienti:

D^0 = c\bar{u}   \bar{D^0} = \bar{c}u

K^- = s\bar{u}   K^+ = \bar{s}u

\pi^- = d\bar{u}   pi^+ = \bar{d}u

Come avrete notato, i mesoni K e i pioni \pi si assomigliano molto, semplicemente gli uni hanno al posto di un quark d un quark s.

Dobbiamo a questo punto parlare di una proprietà di simmetria delle interazioni fondamentali, che in gergo chiamiamo "simmetria CP", dove la C sta per Carica, la P per Parità. In sostanza, se una particella guarda se stesso nello specchio della simmetria CP, vede la sua antiparticella. Un processo che rispetti la simmetria CP è dunque un processo che avviene nello stesso modo e nelle stesse quantità tanto per una particella che per la sua antiparticella. Nel caso dei mesoni D^0, per esempio, una perfetta simmetria CP implicherebbe che il decadimento D^0 \to K^+ K^- e quello \bar{D^0} \to K^+ K^- avvengano esattamente con lo stesso ritmo. Ovviamente, nella realtà le cose sono sempre più complicate, perché secondo quello che ci dice il Modello Standard i mesoni D^0 e \bar{D^0} sono un po' promiscui e tendono a mescolarsi tra di loro, con la conseguenza di violare comunque un pochettino la simmetria CP. Se misuriamo questa quantità:

A_{\rm CP}(f^+ f^-) = \frac{\Gamma(D^0 \to f^+ f^-) - \Gamma(\bar{D^0} \to f^+ f^-) }{\Gamma(D^0 \to f^+ f^-) + \Gamma(\bar{D^0} \to f^+ f^-) }

dove il simbolo \Gamma misura quanto spesso avviene quel particolare decadimento, e f può essere tanto un K che un \pi, nel caso di una perfetta simmetria CP A_{\rm CP}(f^+ f^-) sarebbe esattamente uguale a 0, mentre il Modello Standard predice qualcosa che oscilla tra 0.01% e o.1% a seconda del teorico a cui chiedete, ma comunque resta un numerello piuttosto piccolo.

I valori di A_{\rm CP}(K^+ K^-)A_{\rm CP}(\pi^+ \pi^-) sono già stati misurati da altri esperimenti, e trovati sempre compatibili con zero all'interno delle precisioni sperimentali. Quello che invece LHCb ha fatto è stato misurare la differenza tra queste quantità per i due tipi di mesoni nello stato finale:

\Delta A_{\rm CP}=A_{\rm CP}(K^+ K^-) - A_{\rm CP}(\pi^+ \pi^-)

Questa scelta permette di eliminare dalla misura le differenze sperimentali legate ai diversi ritmi di produzione di mesoni D^0 e \bar{D^0} nelle collisioni protone-protone a LHC, e - che fortuna! - anche una buona parte degli effetti legati alla piccola rottura della simmetria CP predetta dal Modello Standard. In sostanza, se nel Modello Standard già A_{\rm CP}(K^+ K^-) e A_{\rm CP}(\pi^+ \pi^-) dovrebbero essere piccoli e prossimi allo zero, \Delta A_{\rm CP} dovrebbe esserlo ancora di più. Ed invece LHCb ha misurato un valore di -0.82%, con un errore statistico e sistematico di 0.21% e 0.11% rispettivamente, ovvero qualcosa di significativamente diverso da zero!

Nel grafico qui sopra vedete la banda azzurra che corrisponde alla misura di LHCb con l'incertezza che le corrisponde, confrontata con le misure precedenti della stessa quantità (le altre bande colorate) e con la loro media (indicata a vari livelli di precisione dagli ellissi neri). La misura di LHCb non è incompatibile con la media delle misure precedenti, che già mostravano una certa tensione rispetto al valore nullo aspettato, ma rinforza l'evidenza di qualche altro processo oltre quelli previsti dal Modello Standard a generare questa asimmetria.

Quanto è credibile questo risultato? Da un punto di vista statistico si tratta di un'evidenza solida, ma niente che non potrebbe ridimensionarsi con più dati. LHCb ha analizzato soltanto 580 picobarn inversi, ne ha circa altri 500 a disposizione per raddoppiare la statistica. Nei prossimi mesi sapremo se l'effetto sarà è confermato o meno, e ovviamente con i dati del 2012 si potrà eventualmente aumentare la certezza che si tratti si un fenomeno genuino.

E se fosse vero, di che cosa si potrebbe trattare? Su questo i nostri colleghi teorici stanno in queste ore grattandosi per bene la testa, perché non ci sono molti modelli di fisica oltre il Modello Standard sul mercato che prevedessero un fenomeno simile. In generale, si tratterebbe di ipotizzare la presenza di nuove particelle pesanti che contribuirebbero ai decadimenti in modo asimmetrico. Non è impossibile farlo, e i teorici sono sempre ricchi di risorse. Sento già lo scricchiolare dei gessetti sulle lavagne!

Se il fenomeno fosse confermato, sarebbe la prima evidenza di fisica oltre il Modello Standard evidenziata da LHC, ed è in qualche modo ironico che questa venga da LHCb e non da ATLAS o CMS. Ma, se esperimenti come LHCb possono vedere tracce di nuova fisica in discrepanze rispetto alle predizioni del Modello Standard nelle proprietà di certi processi, l'onere e l'onore della rivelazione diretta dei responsabili di queste discrepanze (per esempio, queste nuove particelle pesanti a cui accennavo prima) resta agli esperimenti come ATLAS e CMS. Staremo a vedere.

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33 Commenti

  1. juhan
    Pubblicato il 15 novembre 2011 alle 14:30 | Permalink

    Bellisimo! Era proprio quello che volevo chiederti dopo le twittate.
    C'è solo un ? che compare come pi più volte.

  2. Pubblicato il 15 novembre 2011 alle 14:34 | Permalink

    Adesso i "pi" dovrebbero essere tutti \pi 🙂

  3. Mattia
    Pubblicato il 15 novembre 2011 alle 15:10 | Permalink

    Fantastico! Formidabile!
    Ragionando un po' in maniera pindarica, se esistessero davvero queste particelle pesanti è possibile che nei dati che dovete ancora "pulire" di ATLAS se ne trovi traccia? o che comunque il risultato di LHCb venga "rinforzato" da voi ATLASsiani?

    mi ricollego anche al post precedente, credo che solitamente, e in questo post ancora di più, la chiarezza sia massima e la spiegazione sia degna di una S.O. La mancanza di comprensione probabilmente viene da pregresse lacune alla "base" (come dicono le professoresse delle scuole medie!)

    COMPLIMENTI E GRAZIE.

  4. Pubblicato il 15 novembre 2011 alle 15:16 | Permalink

    @Mattia: senza un modello definito è difficile rispondere: la possibilità da parte di ATLAS e CMS di vedere queste presunte particelle dipenderà molto dalla loro massa, dalla sezione d'urto di produzione, e dal rumore di fondo che corrisponde al loro modo di manifestarsi.

  5. delo
    Pubblicato il 15 novembre 2011 alle 20:59 | Permalink

    apparentemente sono saltato giu' dal cavallo vincente troppo presto!
    A parte gli scherzi, Marco non so te, ma io pensavo fosse cosi' eccitante l'atmosfera da quando sono arrivati i dati e le misure iniziano a diventare sensibili.
    Tanta gente che lavora, tante idee e tanti segnali (che compaiono e scompaiono velocemente...) e' incredibile!

    ciao
    delo

  6. evaldo
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 02:33 | Permalink

    cosa comporterà questa violazione della simmetria CP ?
    ma allora l'ntimateria non esiste o esiste ed allora non è vero che si sia annullata dopo il big bang per lasciare spazio a quella poca materia che sono i pianeti e le stelle, e perchè allora la natura preferisce la materia all'antimateria ?

  7. Tommybond@libero.it
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 10:32 | Permalink

    Ottima notiziaaa!! Speriamo che verrò confermata e " solidificata"analizzando gli altri dati a disposizione!

    @Marco :
    Errore di battitura 1 : "vi basti sapere che il il rivelatore" diventa "vi basti sapere che il rivelatore"

    Errore di battitura 2 : "simmetria CP predetta dal Modello Standars" diventa
    " simmetria CP predetta dal Modello Standard"

    Suggerimento : il rapporto che indica il mescolamento di particella e antiparticella non è molto leggibile! 🙁 Ti consiglio di aumentare la dimensione del carattere! 🙂

    Molto bravo come sempre nel descrivere questo intrigante risultato sperimentale!

  8. Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 10:44 | Permalink

    @Tommybond: ho corretto gli errori di battitura, grazie. E ho cambiato la configurazione del rendering LaTeX, adesso le formule sono solo immagini (a non formattate come caratteri con MathJax): il sito dovrebbe essere più veloce, le formule più grandi (cosa che va bene per le formule da sole, meno per quelle nel testo), la leggibilità forse maggiore ma l'accessibilità purtroppo ridotta. Fatemi sapere che ne pensate.

  9. Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 10:47 | Permalink

    @Evaldo: Che esista una violazione di CP in natura lo sappiamo, ed è un ben che sia così: se materia e antimateria si comportassero esattamente nello stesso modo, alla lunga si annichilirebbero tutte lasciano spazio a un universo fondamentalmente vuoto (di materia), mentre di fatto l'asimmetria garantisce il primato della materia sull'antimateria che è alla base della nostra esistenza. Il punto è quale sia l'entità di questa asimmetria, e se riusciamo a capire da dove viene, visto che il MS non riesce a spiegare quello che osserviamo a livello cosmologico.

  10. Claudio
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 12:16 | Permalink

    Ottima spiegazione come sempre. Grazie Marco!

  11. Tommybond@libero.it
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 12:37 | Permalink

    @Marco : La leggibilità è molto migliorata, non bisogna assolutamente sforzarsi per capire i simboli nelle formule! 🙂

  12. dario
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 13:07 | Permalink

    grazie Marco
    magari se potessi inserire qualche paradosso o esempio che ci faccia capire meglio a cosa siamo difronte...

  13. Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 17:30 | Permalink

    @dario: paradosso? E perché mai? In breve, se il risultato fosse confermato, saremmo di fronte alla prima indicazione sperimentale di un effetto che il Modello Standard non prevede, ovvero la prima finestra verso una fisica ancora tutta da scoprire. Nulla di più di questo, nulla di meno!

  14. Fabiano
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 18:42 | Permalink

    @Marco: molto meglio così! Il MathJax si incartava se decidevo di cambiare pagina prima che lui avesse finito, non lo sopportavo.
    Per quanto riguarda gli errori di battitura... "Ed invece LHCb ha misurato un valore di -0.82%" 🙂

  15. Max
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 20:10 | Permalink

    Ciao Marco,

    se non è troppo complicato, sapresti spiegare COME il modello standard prevede l' asimmetria (anche se di entità molto inferiore di quella rilevata) ?
    Mi incuriosisce questa cosa....

    Max

  16. Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 20:47 | Permalink

    @Fabiamo: corretto (che vergogna!) 🙂

  17. Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 21:06 | Permalink

    @Max: non è banale spiegartelo in due righe in un commento, sopratutto senza fare almeno un paio di diagrammi. Ci provo, ma senza grosse speranze. Intanto, i preliminari: siccome nel MS hai più di una generazione di quark (hai la il doppietto u/d, ma anche s/c e b/t) e esiste una certo mescolamento tra le generazioni (per cui la transizione più probabile mediata da un bosone W è per esempio u->d, ma, sebbene più rare, sono permesse anche u->c e u->t, e così via), un mesone composto da due quark ha una certa probabilità di trasformarsi nella sua antiparticella, per cui i mesoni che osservi possono essere considerati inizialmente la sovrapposizione quantistica di due diversi stati. Se ammetti che la probabilità che mesone si trasformi nel suo antimesone (o, se vuoi, che un quark si trasformi in un antiquark) non è la stessa della trasformazione dell'antimesone in mesone (di un antiquark in quark), ottieni un comportamento diverso (una violazione di CP) tra particelle e antiparticelle, e nel MS lo poi fare senza problemi perché niente obbliga gli elementi della matrice che regola la probabilità di queste transizioni di essere perfettamente simmetrici. Il problema è che questa violazione di CP nel MS è limitata nella sua entità da altre proprietà di questa matrice, e dal numero di generazioni di quark (che sono 3 nel MS), per cui se osservi una violazione di CP di entità maggiore devi rivedere la teoria (cambiando le modalità di transizione, e/o aumentando il numero di particelle in gioco).

  18. Max
    Pubblicato il 16 novembre 2011 alle 22:54 | Permalink

    Grazie, Marco, fin qui tutto abbastanza chiaro.... ma la domanda, più precisamente,
    è "cosa" rende antisimmetrica la matrice delle probabilità !
    Non "cosa" nel senso fisico, ma "cosa" nella teoria porta ad una matrice non perfettamente simmetrica. Ovvero, cos'ha portato nell' MS a questa "preferenza" ?
    O è solo un parametro imposto nella teoria, derivante dal fatto che, appunto, apparentemente c'e' più materia di antimateria nell'universo ?

    Max

  19. dario
    Pubblicato il 17 novembre 2011 alle 11:31 | Permalink

    grazie per la cortese e paziente risposta, detta come la dici sembra una cosa da niente, io invece di fronte ( errore di battitura ) a tali scoperte rimango basito.
    Ho gli stessi timori di chi, sicuramente ignorante della materia, non capisce sino in fondo.
    neutrini più veloci della luce...violazione della simmetria...modello standard in crisi...

  20. Pubblicato il 17 novembre 2011 alle 22:04 | Permalink

    @Max: una precisazione doverosa: la matrice CKM non è antisimmetrica (perché questo termine ha un significato matematico ben preciso), ha solo la necessità di essere unitaria (di nuovo in senso matematico). Detto questo: gli elementi della matrice sono misurati e non predetti, e l'unico legame che hanno sta nelle proprietà di unitarietà della matrice, e nella sua taglia. Quest'ultimo punto è l'unico caratteristico della teoria che chiamiamo MS, nel senso che attribuiamo al MS solo 3 famiglie di quark. Ma non c'è nessun meccanismo dinamico che obblighi per esempio gli elementi non diagonali (i responsabili del mescolamento) a essere diversi da 0: è una possibilità che la teoria permette, ma non predice (e dunque gli elementi della matrice restano parametri liberi, segno della nostra ignoranza).

  21. Marco
    Pubblicato il 18 novembre 2011 alle 00:09 | Permalink

    Ciao Marco

    da qualche parte avevo letto che anche la misurazione dell'oscillazione dei neutrini (che implica il fatto che abbiano una massa diversa da zero) non e' contemplata dal MS. Sto sbagliando? In questo caso questa misura di LHCb sarebbe un "secondo" indizio ... 🙂 oppure ci sono delle "estensioni" del MS per l'oscillazione dei neutrini?
    Complimentissimi per questo stupendo blog e grazie se vorrai rispondermi

    Marco

  22. Pubblicato il 18 novembre 2011 alle 13:58 | Permalink

    Il MS "tradizionale" non prevedeva masse per i neutrini, e avrebbe avuto problemi a inserirle attraverso il meccanismo con cui d`a massa agli altri fermioni, perché non prevede (siccome non li osserviamo in natura) neutrini destrorsi. Detto questo, esistono estensioni minimali del MS tradizionale che permettono comunque di assegnare masse ai neutrini, e anche di spiegare perché i neutrini che osserviamo hanno massa così piccola. La scelta più frequente è quella di ipotizzare l'esistenza di neutrini destrorsi, che però no verrebbero osservati a causa della loro massa enorme. Un meccanismo detto di "altalena" lega la loro massa enorme con quella minuscola dei neutrini levogiri che osserviamo.

  23. My_May
    Pubblicato il 18 novembre 2011 alle 22:35 | Permalink

    Scusa Marco l'ignoranza, ma come si fa a non riuscire ad "osservare" neutrini destrosi solo perchè hanno massa enorme? Non dovrebbe essere il contrario...? Forse non comprendo il termine che usi: "Enorme". Quando penso a qualcosa di enorme penso a qualcosa esteso, tanto esteso da non poterlo osservare. Non posso misurare (altro esempio) il peso della torre di pisa con il bilancino con il quale misuro il pane, quindi la torre di pisa è enorme rispetto al mio strumento di misura. Volevo comprendere se quello che intendevi dire appartiene a una di queste mie immagini con le quali mi rappresento qualcosa di "enorme", oppure intendi dire qualcosa d'altro.
    Ciao 🙂

  24. Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 00:16 | Permalink

    @My_May: sono stato impreciso. La grande massa degli uni è necessaria per spiegare la piccola massa degli altri, ma per ragioni su cui sorvolo si tratterebbe anche di un neutrino che interagisce ancora meno di quello che vediamo (tanto che in certi casi si arriva a chiamerlo "sterile"). E dunque è praticamente impossibile vederlo.

  25. Max
    Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 11:17 | Permalink

    Si, ho sbagliato il termine, intendevo "non simmetrica", sorry 🙂
    Cmq, il mio dubbio rimane; mi stai dicendo che il MS NON impone che la matrice porti ad una simmetria del comportamento, ma mi dici che LIMITA questa asimmetria ad un valore ben più basso di quello misurato recentemente... OK. Ma su che basi il MS pone questo limite ? Sulla base di dati misurati, come suppongo io, o sulla base di una teoria matematica ben precisa ?
    Scusa, ma nella mia ignoranza sull' MS lo vedo come un modello molto "calibrato" dalle misure piuttosto che basato su una teoria matematica coerente.
    Nel senso : ipotizzo un certo "funzionamento" con una miriade di parametri liberi che legano il tutto, con le misure calibro questi parametri e da qui in poi cerco di fare previsioni.... che, probabilmente, dato il numero notevole di parametri, funzionano piuttosto bene salvo quando si esce dal seminato come negli ultimi esperimenti.

    Ora, tutto questo mi sa di interpolazione migliorata di passo in passo man mano che si scoprono nuovi fenomeni, il che però non porta ad avvicinarsi alla "vera" teoria... o sbaglio di grosso ?

    Se prendo una sinusoide e l' "interpolo" con una retta, avendo solo 2 dati sperimentali, funziona. Poi, un terzo dato mi da un punto fuori dalla retta, prendo una parabola e becco anche il terzo, e contemporaneamente aumento la probabilità di beccarne altri vicini.... Poi, al primo punto fuori dalla parabola vado con un terzo, quarto, quinto grado e becco sempre piu risultati esatti e contemporaneamente aumento il potere predittivo del mio modello.... ma allo stesso tempo non colgo un bel nulla della natura della sinusoide.

    Ciao

    Max

  26. Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 14:13 | Permalink

    @Max: è veramente troppo complesso per un commento (non perché tu non possa capirlo, ma per le possibilità di scrittura in un commento), dovrai accontentarti. La matrice che regola il mixing tra i quark è quadrata, e deve essere unitaria. Questo impone dei limiti sui valori dei suoi elementi, ma non ne determina il valore. Nel momento in cui ne misuri alcuni poni però delle condizioni stringenti sugli altri. Ovviamente sarebbe bello avere un modello che predica i valori stessi degli elementi della matrice CKM, ma non ce l'abbiamo... 🙁

  27. Max
    Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 19:10 | Permalink

    Ok, quindi in sintesi è come ho ipotizzato..... la matrice realizza il modello (forzosamente approssimato), i suoi elementi i parametri liberi, e il fatto che sia unitaria vincola alcuni parametri alla misura degli altri.
    Quindi, la matrice non è una descrizione sufficiente del modello... sbaglio ?

    Cmq, sarà interessante vedere, se i risultati sono confermati, come evolve il modello....

    Max

  28. Max
    Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 19:13 | Permalink

    @May_My : non confondere il "pesante" con il "grosso".... che tra l'altro la parola "grosso" non ha un gran significato parlando di particelle.
    Da quel che ne sappiamo la materia oscura potrebbe essere costituita da particelle molto massive che però non hanno interazioni con la materia ordinaria......

  29. My_May
    Pubblicato il 19 novembre 2011 alle 20:59 | Permalink

    @Max: è così contro intuitivo il concetto di massa che lo confondo spesso con il peso, e quindi con lo strumento di misura come i bilancini. La questione però rimane. "Osservare" una massa che significa? Non significa misurarla? E se è vero che misuriamo le masse (con un metodo appropriato) non è vero anche che abbiamo bisogno di strumenti che adeguatamente li misurino? Quindi mi chiedevo se una grossa massa (grosso in questo senso) non è osservabile in quanto le nostre misurazioni/osservazioni sono inadeguate alla grandezza della massa. Sarebbe cioè come misurare la torre di pisa con il bilancino, o come riuscire a vedere con i nostri occhi l'intero universo (dando per scontato che i nostri occhi sono uno strumento di misura).

  30. Pietro
    Pubblicato il 20 novembre 2011 alle 13:22 | Permalink

    Ciao Marco,
    non per seminare zizzania, ma sembra quasi, dalla chiusura dell'articolo, che ci siate rimasti un po' male che sia stato LHCb (esperimento "piccolo" ) e non Atlas o CMS (esperimenti "grandi") ad evidenziare la possibilità di una fisica oltre al modello standard. C'è una competizione così accesa tra i diversi esperimenti?
    A parte gli scherzi, c'è il rischio che esperimenti concepiti principalmente per la ricerca del bosone di Higgs, non siano adatti a studiare una fisica oltre il modello standard? Probabilmente è una domanda abbastanza insensata perchè in fondo un rilevatore di particelle può rilevare diversi tipi di decadimento. Ma si può pensare che sarà necessario un aggiustamento dei software e dei rilevatori per ritararli su nuove ricerche non previste?

    Pietro

  31. Pubblicato il 21 novembre 2011 alle 09:24 | Permalink

    @Pietro: niente zizzazia, figurati! La competizione è forte, e ovviamente un po' di gelosia c'è sempre. Dove invece sei fuori strada è quando dici "esperimenti concepiti principalmente per la ricerca del bosone di Higgs": ATLAS e CMS sono pensati principalmente per trovare nuova fisica, e anche il bosone di Higgs, non il contrario. E in effetti, come dici tu stesso, è proprio il loro essere capaci di vedere molti tipi diversi di eventi a renderli versatili per questo lavoro. Poi ovviamente uno può porsi la questione se i tipi di trigger usati siano adattati, ma per adesso `e ancora presto per rivedere il programma: cerchiamo comunque segnali molto deboli immersi in grande rumore, quindi aumentare la statistica rimane la prima cosa da fare.

  32. Max
    Pubblicato il 22 novembre 2011 alle 18:07 | Permalink

    @My_May : da quel che ne so io, per misurare la MASSA direttamente, devi avere un enorme numero di particelle, e la misuri tramite effetti gravitazionali.
    Se invece le particelle interagiscono, suppongo la si possa misurare indirettamente dalla massa di particelle note e osservando le interazioni.
    Detto questo, credo sia ovvio che se una particella NON interagisce con nulla o quasi se non gravitazionalmente, osservarne la massa diventa pressochè impossibile.... E infatti della materia oscura, sempre che esista, non si sa un bel nulla nonostante debba costituire la stragrande maggioranza della massa dell'universo.
    Più che di misurare la torre di pisa col bilancino, direi che si tratta di cercare di pesare un granello di pulviscolo con una pesa per autotreni.......

    Max

  33. Andrea Quintili
    Pubblicato il 23 novembre 2011 alle 13:32 | Permalink

    Ciao Marco
    mi permetto di inserirmi in questa interessante discussione, domandandoti:
    " Sostieni che in natura esiste una violazione di CP...forse intendevi dire in laboratorio?"
    L'antimateria (se non sbaglio) è inesistente in natura, ma è perfettamente prodotta in laboratorio.
    La scienza si domanda quale meccanismo abbia permesso al cosmo di essere unicamente barionico quando teoricamente la perfetta simmetria ne avrebbe impedito l'esistenza.
    Dov'è finita quindi l'antimateria che doveva annichilare ciò che siamo?
    Credo che la domanda sia comunque malposta considerando un dato di fatto.
    Siamo certi che l'antimateria esiste perchè riusciamo a produrla, ma siamo altrettanto certi che in natura non ne troviamo traccia, quindi la domanda nasce qui...perchè in natura non c'è?
    Potrei pensare questo...penso che LHC attraverso i suoi rilevatori, ci stia dicendo molto di più di quanto ascoltiamo e vediamo...penso anche che materia e antimateria siano parte di una genesi volta a creare e non a distruggere, motivo per cui esistiamo.
    A questo punto non mi resta che pensare che l'antimateria sia andata altrove, che per quanto possa sembrare azzardata è l'unica risposta sensata, che allo stato attuale delle nostre o per meglio dire, mie conoscenze, riesco a darmi.
    Purtroppo ora si pone un altro quesito:
    " E dove sarebbe andata a finire?"
    Ma questa è un'altra storia.
    Ti ringrazio per lo spazio concessomi Marco e perdona l'OT finale.
    Naturalmente non posso esimermi dal complimentarmi con te per l'ottimo e appassionato lavoro che svolgi donando tempo all'informazione scientifica in questo tuo grande Blog.
    Cordialmente
    Andrea

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  • Mi chiamo Marco Delmastro, sono un fisico delle particelle che lavora all'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

    Su Borborigmi di un fisico renitente divago di vita all'estero lontani dall'Italia, fisica delle particelle e divulgazione scientifica, ricerca fondamentale, tecnologia e comunicazione nel mondo digitale, educazione, militanza quotidiana e altre amenità.

    Ho scritto un libro, Particelle familiari, che prova a raccontare cosa faccio di mestiere, e perché.

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