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Gli scienziati del CERN stanno riprendendo la ricerca di risposte ai misteri dell’universo

Il più grande acceleratore di particelle del mondo riprenderà la prossima settimana quando gli scienziati riprenderanno ad esplorare i misteri dell’universo dopo un arresto di tre anni per lavorare per migliorare le prestazioni e la precisione della macchina.

Il riavvio del Large Hadron Collider presso il laboratorio del Cern vicino a Ginevra coincide con il decimo anniversario della celebre scoperta da parte dei suoi ricercatori del bosone di Higgs, una particella fondamentale a lungo ricercata che dà massa ad altri componenti subatomici dell’universo.

Gli scienziati sperano che l’aumento dell’energia e della frequenza con cui i protoni si scontrano negli esperimenti di LHC dopo essere stati accelerati quasi alla velocità della luce in un anello sotterraneo lungo 27 km fornirà la prova della “nuova fisica”: forze e particelle fondamentali che vanno oltre i confini . cosiddetto modello standard, a cui il bosone di Higgs ha dato gli ultimi ritocchi.

Migliaia di fisici lavorano all’LHC presso la sede del Cern vicino al confine franco-svizzero e lontano dalle università di tutto il mondo. Tra le altre cose, sperano di scoprire perché la materia e non l’antimateria domina l’universo e di scoprire la natura della “materia oscura” – invisibile a tutti gli strumenti scientifici sviluppati finora – che è nota per essere più abbondante della materia convenzionale.

Alcuni fisici hanno espresso preoccupazione per il fatto che l’entusiasmo per la scoperta di Higgs e il suo riconoscimento con un premio Nobel l’anno successivo possano aver indotto il pubblico a credere che la scoperta di nuove particelle sia l’apice della fisica delle particelle – sebbene sia ben meritata – e ha ha portato alla delusione per il fatto che dal 2012 non sia emerso nulla di così spettacolare.

“Ovviamente sarebbe fantastico vedere prove inequivocabili di una nuova fisica, e speriamo sempre quando analizziamo i dati che questo sia il momento in cui osserviamo qualcosa. . . come una nuova particella elementare”, ha affermato Tara Shears, ricercatrice del Cern e professore di fisica all’Università di Liverpool nel Regno Unito.

“Ma potrebbe essere che la nuova fisica si manifesti indirettamente, causando un modello di differenze nel comportamento delle particelle che la nostra teoria non può spiegare e che richiederebbe più tempo per raccogliere e comprendere le prove”, ha detto. “Dipende tutto da quale sia la natura della nuova fisica e, poiché non lo sappiamo, dovremo provare in ogni modo possibile per trovarla”.

Gavin Salam, professore di fisica all’Università di Oxford, ha sottolineato che negli ultimi 10 anni gli scienziati hanno imparato molto sul bosone di Higgs dai dati di LHC. “La nostra esplorazione di Higgs e delle sue interazioni ha superato di gran lunga le nostre aspettative iniziali”, ha affermato.

Gli esperimenti con LHC hanno dimostrato che il bosone è responsabile della massa di un numero crescente di altre particelle, ampliando l’ambito del Modello Standard.

L’LHC sovralimentato spingerebbe ulteriormente questo processo, ha detto Salam. Una domanda chiave a cui spera di rispondere è se il bosone di Higgs sia davvero una particella elementare indivisibile o sia composto da altre particelle.

Diversi indizi sulla nuova fisica provenienti da esperimenti precedenti saranno esplorati nella prossima corsa di LHC. Un risultato è stata una discrepanza inaspettata tra il comportamento dell’elettrone e il suo cugino pesante, il muone, che sembra contraddire il modello standard, sebbene i dati non fossero sufficienti per essere sicuri dei ricercatori.

Un’altra è stata un’osservazione dell’ormai defunto acceleratore di particelle Tevatron al Fermilab negli Stati Uniti, che ha rivelato che un’altra particella subatomica, il bosone W, aveva una massa inaspettatamente grande che non era coerente con il modello standard. Gli esperimenti con LHC aggiungeranno potenza statistica sufficiente per confutare o confermare questa incoerenza.

“È importante aggiungere che non vedere le prove della nuova fisica non significa che non hai imparato nulla dalla ricerca, al contrario”, ha detto Shears.

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