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CERN/ Energie mai viste: ecco come inseguiamo le particelle esotiche

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ATLAS (come anche CMS) è un rivelatore detto "multi-funzione", nel senso che è progettato per osservare un largo spettro di tipologie di eventi. In generale, osserviamo quello che viene prodotto nelle collisioni protone-protone ad alta energia di LHC. In queste collisioni potrebbero - il condizionale è d'obbligo - venire prodotte particelle mai osservate prima, come il bosone a cui accennavamo prima. Andandole a cercare nel mare delle particelle già note, mettiamo alla prova tutte le teorie che tentano di descrivere come funzionano i costituenti ultimi del mondo. Ci sono infatti ancora molti interrogativi aperti, a cui il Modello Standard da solo, con o senza l’Higgs, non sa rispondere.

 

Può farci qualche esempio?

 

Per esempio, perché c'è un'asimmetria tra materia e antimateria? Oppure, di che cosa è composta la materia oscura che sembra costituire la maggior parte dell'universo? Scoprire (o escludere l'esistenza) delle particelle ipotizzate dalle teorie che tentano di rispondere a queste domande, ci aiuterà a far più luce sulla struttura intima dell'universo. Personalmente io lavoro per quel pezzo di ATLAS che si occupa di identificare e misurare le caratteristiche di elettroni e fotoni prodotti nelle collisioni; e dunque della ricerca di particelle esotiche che, se esistono, possono decadere in elettroni e fotoni. Come appunto il bosone di Higgs.

 

Alcune collisioni osservate finora sono a energie mai raggiunte prima. Si è già scoperto qualcosa da questi primi eventi?

 

La risposta dipende molto da quello che intendiamo per "scoperto". A queste energie possiamo osservare particelle già note, prodotte a energie mai osservate prima. In questo senso, possiamo "scoprire" (nel senso di "misurare") le proprietà di produzione di queste particelle a queste energie: si tratta di misure interessanti, che ci aiutano a capire se sono valide e come si comportano le teorie che descrivono le interazioni tra le particelle a queste energie ancora inesplorate. Se invece per "scoperto" intendiamo avere un'evidenza di una particella o di un fenomeno completamente nuovo, in questo caso la risposta è negativa: i fenomeni previsti dalle teorie a cui accennavamo prima sono molto rari, e per poter dire qualche cosa in senso positivo o negativo serviranno molti più dati.

 

A quali energie ci si aspetta di osservare i fenomeni più interessanti? Quando questo accadrà?

 

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COMMENTI
05/02/2010 - Paradosso apparente? (Daniele Scrignaro)

Cosa vuol dire "una solida teoria [...] che descrive molto bene il comportamento dei costituenti fondamentali della materia [...] funziona veramente benissimo e negli anni è stato testato sperimentalmente da ogni lato, rispondendo sempre bene alle prove" ma "non prevede che le particelle che descrive abbiano una massa [...] che viene osservata nella realtà"? Che è stata sperimentata e provata nella fantasia? Ovvio che no, e una spiegazione dell'apparente paradosso potrebbe (mi aspetto) raccontare come funziona il metodo scientifico moderno, il che mi interesserebbe molto. Grazie.