ACCELERATORI FUTURI

Con la scoperta del bosone di Higgs si è chiusa una prima fase della fisica delle particelle elementari: tutte le particelle previste dal Modello Standard delle interazioni fondamentali sono state osservate. Tuttavia ci sono elementi del modello che ancora oggi non sono stati verificati sperimentalmente. Uno di questi è l’energia del campo di Higgs: il potenziale di Higgs.

Nel Modello Standard, il bosone di Higgs è l’unica particella provvista di un potenziale. L’origine di tale potenziale è tuttora ignota, ed esso ha forti implicazioni fenomenologiche: contribuisce all’energia oscura dell’universo e potrebbe essere alla base dell’inflazione universale. L’inflazione è un processo di espansione rapida dell’universo avvenuto nei primissimi istanti dopo la sua formazione, che ha dato forma all’universo così come lo conosciamo oggi. Per studiare il potenziale di Higgs e per misurare con estrema precisione gli accoppiamenti del bosone di Higgs sono in fase di progettazione due collisori elettrone-positrone della lunghezza di 100 km, uno presso il CERN di Ginevra (FCC – Future Circular Collider) , l’altro in Cina (Circular Electron-Positron Collider), finanziato dall’istituto IHEP (Istituto di Fisica delle Alte Energie) di Pechino. L’Università di Roma Tre collabora ad entrambi i progetti tramite lo studio dei processi di fisica utili a determinare le potenzialità di queste macchine , come ad esempio la misura del termine di auto-accoppiamento (una manifestazione del potenziale di Higgs) tramite la misura di precisione dei decadimenti e della sezione d’urto di produzione del bosone di Higgs.

Inoltre, in seno al progetto europeo AIDANNOVA, si occupa dello sviluppo di algoritmi per la ricostruzione di jet adronici nell’esperimento IDEA, uno degli esperimenti proposti sia per CEPC che  FCC. L’interesse di ricerca  per acceleratori futuri  abbraccia, infine,  anche lo studio di un collisore muone – anti-muone: una macchina che consentirebbe di raggiungere ad un collider leptonico energie paragonabili a quelle di LHC, riuscendo a sondare eventuali manifestazioni di nuova fisica ad energie molto maggiori, in quanto i leptoni non soffrono della riduzione di energia dovuta alle funzioni di distribuzione partoniche dei protoni.

Michela BIGLIETTI

Ada FARILLA

Antonio PASSERI