Cern, ottenuta la misura più precisa della massa del bosone W

Dal Cern arriva una notizia tanto attesa dalla comunità scientifica internazionale della fisica delle particelle: coi dati delle collisioni protone-protone raccolti dal rilevatore Cms di Lhc durante la run2 (il secondo periodo di presa dati) si è ricavata la misura più precisa mai ottenuta della massa del bosone W: 80360,2 milioni di elettronVolt (MeV) con un’incertezza di 9,9 MeV.

Che cos’è il bosone W

Il bosone W è una particella subatomica elementare e, insieme al bosone Z, è mediatrice della forza debole, piuttosto una delle quattro interazioni fondamentali della natura che permettono di descrivere i fenomeni fisici. Fu osservato per la prima volta nel 1983 al Cern, durante gli esperimenti UA1 e UA2 con l’acceleratore Sps (super proton synchrotron) – una scoperta che valse il Nobel per la Fisica a Carlo Rubbia e Simon van deer Meer l’anno successivo.

La massa del bosone W prevista dal Modello Standard della fisica è di 80353 MeV con un’incertezza di 6 MeV. Essendo in stretta relazione con la forza dell’interazione che unifica le forze elettromagnetiche e deboli e con le masse del bosone di Higgs e del quark top, determinare il suo valore in modo preciso è di estrema importanza per i fisici perché consente di accertare se queste proprietà siano tutte coerenti con il Modello Standard. In caso contrario, la causa sarebbe da ricercare in nuovi fenomeni fisici, come nuove particelle o interazioni.

La misura più precisa

Dal momento della scoperta del bosone W, la sua massa è stata misurata con precisione via via mezzaluna in diversi esperimenti sia al Cern che in altri laboratori. Il dato odierno, piuttosto 80360,2 MeV con un’incertezza di 9,9 MeV, è concorde con la maggior parte delle misurazioni precedenti ed è stato ottenuto grazie a un’analisi all’avanguardia dei dati prodotti a Lhc.

“La precisione raggiunta era impensabile quando Lhc e Cms sono stati concepiti – ha commentato Giacomo Sguazzoni, ricercatore dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e responsabile nazionale del rilevatore Cms – ed è frutto del caparbio e appassionato lavoro di tanti colleghi e colleghe impegnati nelle attività di osservazione che, negli anni, hanno permesso di ottenere da Cms, un rivelatore molto complesso e sofisticato, prestazioni ben superiori a quelle previste inizialmente dal progetto”.