Tevatron: forse ci siamo

“When in search for the unwkown…

di Andrea Signori

…you don’t know what you are going to find”: così Giovanni Punzi, scienziato della collaborazione CDF (Central Detector at Fermilab) presso il Tevatron di Batavia, nell’Illinois, annuncia ufficialmente alla comunità scientifica il “Ci siamo quasi!” che da qualche giorno serpeggia tra i fisici del Fermilab. La frase di Punzi calza alla perfezione. La primadonna della fisica delle particelle è il bosone di Higgs: tutti la cercano, (quasi) tutti la vogliono, ma lei… niente, per ora. Si fa desiderare. Così, mentre si attarda, qualcuno le ruba la scena.

I primi dati sperimentali presentati dalla collaborazione CDF. Si notano due picchi di produzione: uno a 80 GeV, associato al bosone W, e l'altro all'energia di 145 GeV. Chi c'è dietro? (Cortesia: G. Punzi/Fermilab)

Ne abbiamo parlato un paio di mesi fa: analizzando la produzione associata di due jet di adroni e di un bosone W, i fisici americani avevano ottenuto evidenza a 3 sigma di confidenza (cioè con probabilità di prendere un granchio pari a circa 1 su 1.000) dell’esistenza di una particella sconosciuta con massa di circa 145 GeV. Oggi, dopo aver analizzato quasi il doppio dei dati sperimentali su cui si basavano i primi eccitati annunci, sembra che la misteriosa particella non sia uno scherzo della statistica: si è raggiunta quota 4,8 sigma di confidenza del risultato. Siamo a un passo da 5 sigma (una probabilità su un milione di sbagliare), che autorizzerebbe a parlare esplicitamente di scoperta di una nuova particella. Tuttavia Rob Roser, speaker della collaborazione CDF, non vuole (giustamente) abbandonarsi ai festeggiamenti anzitempo: “5 sigma, anzitutto”, commenta. Per questo motivo non esiste ancora alcun articolo ufficiale. La notizia è stata estrapolata dal discorso di Punzi durante un meeting in Francia relativo alla ricerca dell’Higgs.

Manca poco perché si possa parlare ufficialmente di “scoperta”. Ma la cautela è d’obbligo, perché qualcosa potrebbe ancora andare storto. Non è ancora stata esclusa la presenza di errori sistematici negli algoritmi utilizzati per eliminare il rumore di fondo, cioè i processi previsti dalla teoria rilevati dal detector ma non interessanti per l’esperimento in oggetto. Per fugare questi dubbi sarà quindi essenziale effettuare controlli incrociati presso apparati sperimentali che utilizzano algoritmi differenti: per esempio D0, presso il Fermilab come CDF, e LHC, al CERN. A questo proposito, D0 ha già raccolto abbastanza dati per poter effettuare un’analisi indipendente, mentre a LHC nessuno ha ancora osservato lo strano fenomeno. Brutto segno? “No”, commenta Roser. “Semplicemente LHC funziona da molto meno tempo rispetto al Tevatron”. Difatti i dati di CDF poggiano sull’analisi di otto anni di dati sperimentali. LHC, al contrario, non ha ancora accumulato sufficienti segnali per analizzare in modo statisticamente significativo i processi in questione.

No, non può nascondersi il top dietro questo misterioso bump. (Cortesia: G. Punzi/Fermilab)

Resta aperta poi la questione dell’inquadramento teorico del nuovo arrivato. Sarà predetto da una delle tante teorie oltre il Modello Standard già esistenti? Oppure sarà necessario pensarne di nuove? 4,8 sigma non sono 5, ma stavolta sembra proprio che ci siamo: forse, dopo tante speculazioni, si apre davvero una porta sperimentale su una nuova fisica. Nel misto di euforia e di incertezza da cui la notizia è avvolta, sappiamo già sicuramente che cosa la nuova particella non sia: né l’Higgs (già escluso dalle prime analisi), né un fenomeno riconducibile al quark top. Le ultime analisi accurate dei dati lo hanno escluso.

Come si dice? Stay tuned for updates.