Un’importante ricerca internazionale, pubblicata sulla rivista Nature, ha fornito una delle misure più precise mai ottenute della massa del bosone W, una particella fondamentale che media la forza debole, una delle quattro forze fondamentali della natura. Lo studio è il risultato del lavoro della collaborazione internazionale CMS al Large Hadron Collider (LHC) del CERN, che coinvolge oltre 3.000 ricercatori. In questo contesto, il gruppo pisano (Università di Pisa, INFN e Scuola Normale Superiore) ha avuto un ruolo significativo fin dalle prime fasi dell’analisi.
Il risultato ottenuto è in accordo con le previsioni del Modello Standard, la teoria che descrive le particelle elementari e le loro interazioni. Questo dato contribuisce a rafforzare la solidità del modello teorico, dopo che una precedente misura (realizzata nel 2022 dall’esperimento CDF negli Stati Uniti) aveva mostrato una significativa discrepanza.
La nuova misura si basa sull’analisi di miliardi di collisioni tra protoni, da cui sono stati selezionati circa 100 milioni di eventi compatibili con la produzione di un bosone W. Poiché questa particella decade quasi immediatamente in un muone e un neutrino (quest’ultimo non direttamente rilevabile), gli scienziati hanno ricostruito la massa del bosone attraverso sofisticate simulazioni e misure di alta precisione del muone.
Il valore ottenuto, pari a 80360,2 ± 9,9 MeV, rappresenta la determinazione più accurata mai realizzate ad oggi al LHC ed è compatibile con il Modello Standard.
Negli ultimi anni, il contributo del gruppo è stato rafforzato anche grazie al progetto ERC ASYMOW, coordinato da Lorenzo Bianchini, professore al Dipartimento di Fisica dell’Ateneo pisano. In particolare, ricercatori e dottorandi dell’Università di Pisa hanno partecipato attivamente ai test richiesti durante il processo di revisione scientifica, contribuendo a verificare la solidità e l’affidabilità dei risultati.
La pubblicazione su Nature arriva al termine di un intenso processo di peer review, durante il quale sono stati effettuati numerosi controlli sulle metodologie, sulle simulazioni e sulle incertezze sistematiche, tutti conclusi con esito positivo.
Questo risultato rappresenta un passo importante nella comprensione delle proprietà delle particelle fondamentali e rafforza il ruolo dell’Università di Pisa all’interno delle grandi collaborazioni internazionali della fisica delle alte energie.
