Pubblicato più di un anno fa
di Andrea Pasquale e Alessio Zanga
Anche quest’anno, il 15 febbraio, si è svolto il concorso “International Masterclasses”, che ha visto come protagonisti sei studenti delle classi quinte, scelti tra i più motivati e meritevoli. In collaborazione con l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e il CERN di Ginevra i nostri studenti hanno potuto toccare con mano il lavoro di un fisico sperimentale, assieme ad altri 200 enti di ricerca e università in tutta Europa.
La giornata si è svolta presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano e si è articolata in due fasi: nella prima si è tenuta una lezione introduttiva di meccanica quantistica, completata dall’approfondimento sulle strutture presenti in Svizzera; nella seconda, invece, è stato possibile analizzare una serie di eventi che si sono verificati in LHC (l’acceleratore di protoni).
I concetti chiave che sono stati espressi riguardavano la struttura dell’universo, dai buchi neri alle particelle sub-nucleari, mettendo in evidenza come conosciamo solamente il 5% della materia “ordinaria”, mentre il resto è costituito per il 27% di materia oscura e per il restante 68% da energia oscura. Ripercorrendo la storia dell’universo fino al Big Bang, i fisici cercano di spiegare la “grande unificazione” delle forze fondamentali: gravità, interazione nucleare debole, elettro-magnetica e interazione nucleare forte. Tutte queste forze, che in origine erano unite in un’unica forza grazie alle alte temperature e alla grande quantità presenti, si propagano attraverso i cosiddetti “mediatori della forza”: i bosoni.
Tra tutte queste particelle, nei dati forniti dall’esperimento ATLAS, gli studenti hanno cercato prove a conferma della presenza del bosone Z0, che è il prodotto del decadimento del famoso bosone di Higgs. Le evidenze sperimentali si basavano sulla presenza di una coppia elettrone-positrone, una coppia di muoni o di fotoni. Seguendo il principio della massa invariante, sono stati analizzati 50 eventi per gruppo e alla fine sono stati comparati in un’indagine statistica per osservare i risultati ottenuti. Dagli istogrammi estrapolati emergeva la presenza di differenti picchi di energia, corrispondenti alle relative particelle. In particolare a 91 GeV (unità di misura dell’energia) si trovava il bosone Z0.
Nell’ultima parte della giornata si è tenuta la video-conferenza internazionale con le facoltà di Londra, Barcellona, Pavia e due moderatori dal CERN, dove è stato ampliato il pool di dati. Grazie ai due ricercatori è stato possibile confermare la presenza della particella studiata.
