Al Large Hadron Collider (LHC) in Europa, più veloce è meglio. Più veloce significa collisioni di particelle più potenti e guardare più in profondità nella composizione della materia. Tuttavia, altri ricercatori stanno proclamandonon così in fretta. LHC potrebbe non aver scoperto il bosone di Higgs, il bosone che conferisce massa a tutto,la particella di Diocome qualcuno l'ha chiamato. Mentre la scoperta del bosone di Higgs nel 2012 è culminata con l'assegnazione nel dicembre 2013 del Premio Nobel a Peter Higgs e François Englert, un team di ricercatori ha sollevato questi dubbi sul bosone di Higgs nel loro articolo pubblicato sulla rivista Physical Review D.
Il discorso è simile a quello che si è svolto nell'ultimo anno con il rilevamento della luce dall'inizio del tempo che ha significato l'epoca dell'inflazione dell'Universo. I ricercatori che esaminano le profondità dell'Universo e le profondità interne delle particelle subatomiche stanno cercando segnali al limite della rilevabilità, appena al di sopra del livello di rumore e in prossimità dei segnali provenienti da altre fonti. Per le osservazioni del telescopio BICEP2 ( precedente U.T. articoli ), è praticamente tornato al tavolo da disegno ma il bosone di Higgs ( precedente U.T. articoli ) i dubbi sono decisamente impegnativi ma necessitano di prove più solide. Negli affari umani, se il bosone di Higgs non è stato rilevato dall'LHC, cosa si fa con un premio Nobel assegnato?
Sezione trasversale del Large Hadron Collider dove sono posizionati i suoi rivelatori e si verificano collisioni. LHC è fino a 175 metri (574 piedi) sotto terra sul confine franco-svizzero vicino a Ginevra, in Svizzera. L'anello dell'acceleratore ha una circonferenza di 27 km (17 miglia). (Credito fotografico: CERN)
L'attuale sfida al bosone di Higgs non è nuova e non è solo un problema di rilevabilità e acutezza dei sensori come nel caso dei dati BICEP2. Il telescopio spaziale Planck ha rivelato che la luce irradiata dalla polvere combinata con il campo magnetico nella nostra galassia della Via Lattea potrebbe spiegare il segnale rilevato da BICEP2 che i ricercatori hanno proclamato come la firma primordiale del periodo di inflazione. La particella del bosone di Higgs è in realtà una previsione della teoria proposta da Peter Higgs e molti altri a partire dai primi anni '60. È una particella prevista da teoria di gauge sviluppato da Higgs, Englert e altri, al centro del Modello Standard.
Questo recente articolo è di un team di ricercatori provenienti da Danimarca, Belgio e Regno Unito guidati dal Dr. Mads Toudal Frandsen. Il loro studio intitolato ' Il bosone di Higgs in Technicolor alla luce dei dati di LHC ” discute come predice la loro teoria supportata Technicolor quark attraverso una gamma di energie rilevabili a LHC e quella in particolare è all'interno del livello di incertezza del punto dati dichiarato essere il bosone di Higgs. Esistono varianti della teoria Technicolor (TC) e il documento di ricerca confronta in dettaglio la teoria del campo dietro il modello standard di Higgs e il TC Higgs (la loro versione del bosone di Higgs). La loro conclusione è che un TC Higgs è previsto dalla Teoria Technicolor che è coerente con le proprietà fisiche previste, ha una massa ridotta e ha un livello di energia - 125 GeV - indistinguibile dalla risonanza ora considerata il modello standard di Higgs. La loro è una particella composita e non impartisce massa a tutto.
Quindi dici: tieni duro! Cos'è un Technicolor nel gergo della fisica delle particelle? Per rispondere a questa domanda dovresti parlare con un idraulico del South Bronx, New York - Dott. Leonard Susskind . Sebbene non fosse più un idraulico, Susskind propose per la prima volta il Technicolor per descrivere la rottura della simmetria nelle teorie di gauge che fanno parte del Modello standard. Susskind e altri fisici degli anni '70 consideravano insoddisfacente il fatto che fossero necessari molti parametri arbitrari per completare la teoria di Gauge utilizzata nel modello standard (che coinvolge lo scalare di Higgs e il campo di Higgs). I parametri di conseguenza hanno definito la massa delle particelle elementari e altre proprietà. Questi parametri venivano assegnati e non calcolati e ciò non era accettabile per Susskind, 't Hooft, Veltmann e altri. La soluzione ha coinvolto il concetto di Technicolor che ha fornito un mezzo 'naturale' per descrivere la rottura della simmetria nelle teorie di gauge che compongono il Modello Standard.
Technicolor nella fisica delle particelle condivide una semplice cosa in comune con Technicolor che ha dominato l'industria dei film a colori all'inizio: il termine composito nella creazione di colore o particelle.
Il Dr. Leonard Susskind, uno dei principali sviluppatori della Teoria del Technicolor (a sinistra) e il vincitore del Premio Nobel Dr. Peter Higgs che ha proposto l'esistenza di una particella che conferisce massa a tutta la materia: il bosone di Higgs (a destra). (Credito fotografico: Università di Stanford, CERN)
Se la teoria che circonda Technicolor è corretta, allora ci dovrebbero essere molte particelle di techni-quark e techni-Higgs da trovare con il LHC o un acceleratore di nuova generazione più potente; un vero e proprio zoo di particelle oltre al bosone di Higgs. La teoria significa anche che queste particelle 'elementari' sonocompositidi particelle più piccole e che sarebbe necessaria un'altra forza della natura per legarle. E questo nuovo articolo di Belyaev, Brown, Froadi e Frandsen afferma che una specifica particella techni-quark ha una risonanza (punto di rilevamento) che rientra nell'incertezza delle misurazioni per il bosone di Higgs. In altre parole, il bosone di Higgs potrebbe non essere 'la particella divina' ma piuttosto una particella Technicolor Quark composta da particelle più piccole più fondamentali e un'altra forza che le lega.
Questo articolo di Belyaev, Brown, Froadi e Frandsen è un chiaro promemoria che il Modello Standard è instabile e che anche la scoperta del bosone di Higgs non è certa al 100%. Nell'ultimo anno, nell'LHC del CERN sono stati integrati sensori più sensibili che aiuteranno a confutare questa sfida alla teoria di Higgs: Higgs Scalar and Field, il bosone di Higgs o potrebbero rivelare le firme delle particelle Technicolor. Rivelatori migliori possono risolvere la differenza tra il livello di energia del quark Technicolor e il bosone di Higgs. I ricercatori di LHC si sono affrettati a dichiarare che il loro lavoro va oltre la scoperta del bosone di Higgs. Inoltre, il loro lavoro potrebbe effettivamente smentire che hanno trovato il bosone di Higgs.
Contattando il co-investigatore Dr. Alexander Belyaev, è stata sollevata la domanda: i recenti aggiornamenti all'acceleratore del CERN forniranno la precisione necessaria per differenziare un technie-Quark dalla particella di Higg?
'Non c'è alcuna garanzia ovviamente', ha risposto il Dr. Belyaev a Universe Today, 'ma l'aggiornamento di LHC fornirà sicuramente un potenziale molto migliore per scoprire altre particelle associate alla teoria del Technicolor, come i Techni-mesoni pesanti o i Techni-barioni'.
Risolvere i dubbi e scegliere le giuste aggiunte al Modello Standard dipende da rivelatori migliori, più osservazioni e collisioni a energie più elevate. Attualmente, l'LHC sta per aumentare le energie di collisione da 8 TeV a 13 TeV. Tra le osservazioni all'LHC, la supersimmetria non è andata bene e le osservazioni, inclusa la scoperta del bosone di Higgs, hanno supportato il modello standard. La debolezza del Modello Standard della fisica delle particelle è che non spiega la forza gravitazionale della natura mentre la Super-simmetria può farlo. La teoria del Technicolor mantiene forti sostenitori come mostra questo ultimo documento e lascia qualche dubbio sul fatto che il bosone di Higgs sia stato effettivamente rilevato. In definitiva potrebbe essere necessario un altro acceleratore di particelle di nuova generazione più potente.
In un precedente Storia di Universe Today , è stata sollevata la domanda: il modello standard è un dispositivo Rube Goldberg? La maggior parte dei teorici direbbe 'no', ma è improbabile che raggiunga lo status di 'teoria del tutto' (Credito illustrativo: R.Goldberg- il distributore di dentifricio, variante T.Reyes)
Per Higgs ed Englert, il capovolgimento della scoperta non è affatto la rovina del lavoro di una vita o sarebbe il licenziamento di un premio Nobel. Il lavoro teorico dei fisici è stato a lungo riconosciuto da premi precedenti. Il Modello Standard, come soluzione almeno parziale della teoria del tutto, è come un puzzle. Pezzo per pezzo è come viene sviluppato, ma non senza passi falsi. Inoltre, i pezzi aggiunti al Modello Standard possono essere come un castello di carte e richiedere la sostituzione di una soluzione più grande con una completamente diversa. Questo potrebbe essere il caso di Higgs e Technicolor.
A volte, come i bambini, in qualche modo determinati, i fisici spingono una soluzione nel puzzle in via di sviluppo che sembra adattarsi ma alla fine deve essere ritirata. Il presente discorso non merita ancora una ritrattazione. Eleganza e semplicità sono le caratteristiche ultime ricercate nelle soluzioni teoriche. Anche i fisici delle particelle usano il termine Naturalezza quando si descrivono le preoccupazioni con i parametri della teoria di gauge. Le soluzioni – i pezzi – del puzzle creato da Peter Higgs e François Englert hanno guidato e incoraggiato ulteriori lavori che condurranno a un modello standard più solido, ma pochi, se non nessuno, affermano che emergerà come la teoria di tutto.
Riferimenti:
Prestampa di Il bosone di Higgs in Technicolor alla luce dei dati di LHC
An Introduction to Technicolor, P. Sikivie, CERN, ottobre 1980