Bosone di Higgs e statistica

Che cosa succederà se i nuovi esperimenti previsti dal CERN non daranno certezze sulla realtà del bosone di Higgs?

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La rappresentazione di un evento: due fotoni ad alta energia (le due "torri" rosse) la cui energia è misurata dal calorimetro elettromagnetico del CMS. Le linee gialle rappresentano altre particelle prodotte dalla collisione, mentre l'area azzurra definisce il confine strumentale del calorimetro. |
Tutto sul bosone di Higgs

Notizie, approfondimenti e multimedia nel nostro dossier dedicato al bosone di Higgs.

ATLAS e CMS, due dei sei rivelatori che compongono il complesso dell'LHC, sono gli strumenti dei due studi che, condotti in modo indipendente l'uno dall'altro, hanno "mostrato" la presenza di particelle subnucleari che gli scienziati ritengono essere bosoni di Higgs.

Sono strumenti dalle dimensioni gigantesche: CMS, per esempio, il Compact Muon Solenoid, è una struttura cilindrica di circa 22 metri di lunghezza per 15 metri di diametro e pesa più di 12000 tonnellate.

Tuttavia, i singoli rivelatori e lo stesso LHC non sono altro che microscopi che permettono di vedere dentro la materia fino alle dimensioni delle più piccole particelle note. Microscopi che non mostrano immagini ma elaborazioni statistiche e grafiche delle tracce di energia misurate nel corso degli esperimenti.

Le fantastiche e colorate immagini delle "traiettorie" del bosone di Higgs, pubblicate in questi giorni qui e sulle pagine di tanti giornali e siti non sono "fotografie", ma elaborazioni grafiche computerizzate di misure statistiche.

La statistica aiuta a interpretare i dati acquisiti dai rivelatori, che sono misure di energia. Permette cioè agli scienziati di dire con quanta probabilità un evento (ossia la collisione tra particelle) può generare tracce di energia che rientrano in un intervallo di valori attribuiti all'Higgs e con quanta probabilità le tracce sono compatibili con questa particella piuttosto che con altre.

Nel caso del bosone di Higgs la statistica non ha prodotto risultati certi, in un senso o nell'altro. Perciò gli esperimenti, le misure e i calcoli saranno ripetuti (anche in altri laboratori) e andranno analizzati i metodi statistici per escludere che l'incertezza sia dovuta al metodo stesso.

E se dopo tutte le verifiche l'incertezza permane? Dovremo considerare la possibilità di costruire un "microscopio" ancora più grande, potente e costoso dell'LHC: un'impresa titanica sia per la scienza sia per l'economia, che potremo realizzare solamente col contributo di tutti i Paesi del mondo.

 
15 dicembre 2011 | Raymond Zreick