CERN: misurato l’angolo di miscelazione elettrodebole / CERN: electroweak mixing angle measured
CERN: misurato l’angolo di miscelazione elettrodebole / CERN: electroweak mixing angle measured
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
I ricercatori dell’Università di Rochester, in collaborazione con la CMS Collaboration presso il CERN, hanno compiuto notevoli progressi nella misurazione dell’angolo di miscelazione elettrodebole, ampliando la nostra comprensione del Modello Standard della Fisica delle Particelle.
CERN: misura dell’angolo di miscelazione elettrodebole conferma il Modello Standard
Il loro lavoro contribuisce a spiegare le forze fondamentali dell’universo, supportate da esperimenti come quelli condotti al Large Hadron Collider, che esplorano condizioni simili a quelle successive al Big Bang.
Nel tentativo di decifrare i misteri dell’universo, i ricercatori dell’Università di Rochester sono impegnati da decenni in collaborazioni internazionali presso l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare, più comunemente nota come CERN.
Sulla base del loro ampio coinvolgimento al CERN, in particolare all’interno della CMS (Compact Muon Solenoid) Collaboration, il gruppo di Rochester, guidato da Arie Bodek, il George E. Pake Professor of Physics, ha recentemente raggiunto un traguardo rivoluzionario. Il loro risultato si è concentrato sulla misurazione dell’angolo di miscelazione elettrodebole, una componente cruciale del Modello Standard della Fisica delle Particelle. Questo modello descrive come interagiscono le particelle e prevede con precisione una pletora di fenomeni in fisica ed astronomia.
Bodek ha dichiarato: “Le recenti misurazioni dell’angolo di miscelazione elettrodebole sono state incredibilmente precise, calcolate dalle collisioni di protoni al CERN, e hanno rafforzato la comprensione della fisica delle particelle”.
La CMS Collaboration riunisce membri della comunità di fisica delle particelle da tutto il mondo per comprendere meglio le leggi fondamentali dell’universo. Oltre a Bodek, la coorte di Rochester della CMS Collaboration include i ricercatori principali Regina Demina, professoressa di fisica, e Aran Garcia-Bellido, professore associato di fisica, insieme a ricercatori associati post-dottorato e studenti laureati e universitari.
Un’eredità di scoperte ed innovazione al CERN
Situato a Ginevra, in Svizzera, il CERN è il più grande laboratorio di fisica delle particelle al mondo, rinomato per le sue scoperte rivoluzionarie e gli esperimenti all’avanguardia.
I ricercatori di Rochester hanno una lunga storia di lavoro al CERN nell’ambito della collaborazione CMS, tra cui il ruolo chiave svolto nella scoperta del bosone di Higgs nel 2012, una particella elementare che aiuta a spiegare l’origine della massa nell’universo.
Il lavoro della collaborazione include la raccolta e l’analisi dei dati raccolti dal rivelatore Compact Muon Solenoid del Large Hadron Collider (LHC) del CERN, l’acceleratore di particelle più grande e potente al mondo. L’LHC è costituito da un anello di circa 27 km di magneti superconduttori e strutture in accelerazione costruite sottoterra e che attraversano il confine tra Svizzera e Francia.
Lo scopo principale dell’LHC è esplorare i mattoni fondamentali della materia e le forze che li governano. Esso ci riesce accelerando fasci di protoni od ioni a velocità prossime a quella della luce e facendoli scontrare tra loro a energie estremamente elevate. Queste collisioni hanno lo scopo di ricreare le condizioni simili a quelle che esistevano frazioni di secondo dopo il Big Bang, consentendo agli scienziati di studiare il comportamento delle particelle in condizioni estreme.
Nel XIX secolo, gli scienziati hanno scoperto che le diverse forze dell’elettricità e del magnetismo erano collegate: un campo elettrico variabile produce un campo magnetico e viceversa. La scoperta ha costituito la base dell’elettromagnetismo, che descrive la luce come un’onda e spiega molti fenomeni in ottica, oltre a descrivere come interagiscono i campi elettrici e magnetici.
Sulla base di questa comprensione, negli anni ’60 i fisici hanno scoperto che l’elettromagnetismo è collegato a un’altra forza: la forza debole. Essa opera all’interno del nucleo degli atomi ed è responsabile di processi come il decadimento radioattivo e l’alimentazione della produzione di energia del Sole. Questa rivelazione ha portato allo sviluppo della teoria elettrodebole, che postula che l’elettromagnetismo e la forza debole sono in realtà manifestazioni a bassa energia di una forza unificata chiamata interazione elettrodebole unificata. Scoperte chiave, come il bosone di Higgs, hanno confermato questo concetto.
CERN: nuove tecniche per misurare l’angolo di miscelazione elettrodebole al LHC
La CMS Collaboration ha recentemente eseguito una delle misurazioni più precise fino ad oggi relative a questa teoria, analizzando miliardi di collisioni protone-protone presso l’LHC del CERN. Il loro obiettivo era misurare l’angolo di miscelazione debole, un parametro che descrive come l’elettromagnetismo e la forza debole si fondono insieme per creare particelle.
Le precedenti misurazioni dell’angolo di miscelazione elettrodebole hanno scatenato un dibattito all’interno della comunità scientifica. Tuttavia, le ultime scoperte sono strettamente allineate con le previsioni del Modello Standard della Fisica delle Particelle.
Rhys Taus, studente laureato di Rochester, e il ricercatore associato post-dottorato Aleko Khukhunaishvili hanno implementato nuove tecniche per ridurre al minimo le incertezze sistematiche inerenti a questa misurazione, migliorandone la precisione.
Comprendere l’angolo di miscelazione debole ha fatto luce sul modo in cui le diverse forze nell’universo interagiscono tra loro anche alle scale più piccole, approfondendo la comprensione della natura fondamentale della materia e dell’energia.
Bodek ha concluso: “Il gruppo di Rochester ha sviluppato tecniche innovative e misurato questi parametri elettrodeboli dal 2010, per poi implementarli al Large Hadron Collider. Queste nuove tecniche hanno annunciato una nuova era di test di precisione delle previsioni del Modello Standard”.
ENGLISH
Researchers at the University of Rochester, in collaboration with the CMS Collaboration at CERN, have made significant progress in measuring the electroweak mixing angle, broadening our understanding of the Standard Model of Particle Physics.
CERN: measurement of the electroweak mixing angle confirms the Standard Model
Their work helps explain the fundamental forces of the universe, supported by experiments such as those conducted at the Large Hadron Collider, which explore conditions similar to those following the Big Bang.
In an effort to decipher the mysteries of the universe, researchers at the University of Rochester have been engaged in international collaborations for decades at the European Organization for Nuclear Research, more commonly known as CERN.
Building on their extensive involvement at CERN, particularly within the CMS (Compact Muon Solenoid) Collaboration, the Rochester team, led by Arie Bodek, the George E. Pake Professor of Physics, recently achieved a groundbreaking milestone. Their result focused on measuring the electroweak mixing angle, a crucial component of the Standard Model of Particle Physics. This model describes how particles interact and accurately predicts a plethora of phenomena in physics and astronomy.
Bodek said: “Recent measurements of the electroweak mixing angle were incredibly precise, calculated from proton collisions at CERN, and have strengthened the understanding of particle physics.”
The CMS Collaboration brings together members of the particle physics community from around the world to better understand the fundamental laws of the universe. In addition to Bodek, the CMS Collaboration's Rochester cohort includes principal investigators Regina Demina, professor of physics, and Aran Garcia-Bellido, associate professor of physics, along with postdoctoral research associates and graduate and undergraduate students.
A legacy of discovery and innovation at CERN
Located in Geneva, Switzerland, CERN is the largest particle physics laboratory in the world, renowned for its groundbreaking discoveries and cutting-edge experiments.
Rochester researchers have a long history of working at CERN as part of the CMS collaboration, including playing a key role in the 2012 discovery of the Higgs boson, an elementary particle that helps explain the origin of mass in the universe.
The collaboration's work includes collecting and analyzing data collected by the Compact Muon Solenoid detector at CERN's Large Hadron Collider (LHC), the world's largest and most powerful particle accelerator. The LHC consists of an approximately 27km ring of superconducting magnets and accelerating structures built underground and spanning the border between Switzerland and France.
The main purpose of the LHC is to explore the fundamental building blocks of matter and the forces that govern them. It achieves this by accelerating beams of protons or ions to speeds close to that of light and causing them to collide with each other at extremely high energies. These collisions are intended to recreate conditions similar to those that existed fractions of a second after the Big Bang, allowing scientists to study the behavior of particles under extreme conditions.
In the 19th century, scientists discovered that the different forces of electricity and magnetism were linked: a changing electric field produces a magnetic field and vice versa. The discovery formed the basis of electromagnetism, which describes light as a wave and explains many phenomena in optics, as well as describing how electric and magnetic fields interact.
Based on this understanding, physicists discovered in the 1960s that electromagnetism is linked to another force: the weak force. It operates within the nucleus of atoms and is responsible for processes such as radioactive decay and fueling the Sun's energy production. This revelation led to the development of the electroweak theory, which postulates that electromagnetism and the weak force are actually low-energy manifestations of a unified force called the unified electroweak interaction. Key discoveries, such as the Higgs boson, have confirmed this concept.
CERN: new techniques to measure the electroweak mixing angle at the LHC
The CMS Collaboration recently performed one of the most precise measurements to date of this theory, analyzing billions of proton-proton collisions at CERN's LHC. Their goal was to measure the weak mixing angle, a parameter that describes how electromagnetism and the weak force blend together to create particles.
Previous measurements of the electroweak mixing angle have sparked a debate within the scientific community. However, the latest findings are closely aligned with the predictions of the Standard Model of Particle Physics.
Rochester graduate student Rhys Taus and postdoctoral research associate Aleko Khukhunaishvili implemented new techniques to minimize the systematic uncertainties inherent in this measurement, improving its precision.
Understanding the weak mixing angle has shed light on how different forces in the universe interact with each other even at the smallest scales, deepening understanding of the fundamental nature of matter and energy.
Bodek concluded: “The Rochester team has been developing innovative techniques and measuring these electroweak parameters since 2010, then implementing them at the Large Hadron Collider. These new techniques heralded a new era of testing the accuracy of Standard Model predictions.”
Da:
https://reccom.org/cern-misurato-langolo-di-miscelazione-elettrodebole/?fbclid=IwZXh0bgNhZW0CMTEAAR0PQkB2Xtv4LyCNRvjJxQvsCXDujOMuPlAnh_537IMqguvIi79_W7GCqxg_aem__LTAEAqa4Z3Z2ffX2Q45zg
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