Roberto Chierici2 Il bosone di Higgs nello SM La particella mancante nel Modello Standard, che nella sua versione minimale non puo spiegare perche le.

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2 Roberto Chierici2 Il bosone di Higgs nello SM La particella mancante nel Modello Standard, che nella sua versione minimale non puo spiegare perche le particelle hanno masse Il meccanismo di Englert-Brout-Higgs e il piu semplice che permetta di introdurre le masse di tutte le particelle nella teoria. Il campo di Higgs ha un valore di Il campo di Higgs ha un valore di aspettazione non nullo nel vuoto: tutte le aspettazione non nullo nel vuoto: tutte le particelle altrimenti acquisiscono « inerzia » particelle altrimenti acquisiscono « inerzia » tramite interazione con questo campo tramite interazione con questo campo Lesistenza del campo impone la presenza Lesistenza del campo impone la presenza di una particella ad esso associata, finora di una particella ad esso associata, finora non osservata sperimentalmente. non osservata sperimentalmente. La ricerca del bosone di Higgs e solo la punta delliceberg della ricerca allLHC ! Moltissime altre domande fondamentali rimangono in fisica delle alte energie.

3 Roberto Chierici3 Dove ci aspettiamo il bosone di Higgs? Dalle misure di precisione fatte agli acceleratori si puo determinare una curva di confidenza di dove dovrebbe trovarsi lHiggs… Se il Modello Standard e vero fino in fondo, lHiggs dovrebbe davvero trovarsi dietro langolo… Il bosone di Higgs e gia stato cercato lungamente al LEP (e+e-) e al Tevatron (p-anti-p) senza alcuna osservazione diretta.

4 Roberto Chierici4 A caccia dellHiggs (I) L Higgs puo essere prodotto allLHC mediante linterazione tra i costituenti dei protoni. Viene ricostruito a partire dai prodotti del suo decadimento: sono possibili diversi tipi di stati finali, che dipendono in particolare dalla sua massa. H Z p p Z + - + - Agli esperimenti si deve essere in grado potere vedere tutti gli stati finali.

5 Roberto Chierici5 A caccia dellHiggs (II) p p jet jet e e H ZZ q 1 q 2 e + e - H ZZ + - + -

6 Roberto Chierici6 Il bosone di Higgs si accoppia alle particelle elementari in modo proporzionale a m f 2 Decade nelle particelle piu pesanti possibili Decade nelle particelle piu pesanti possibili Lo stato finale dipende dalla massa Lo stato finale dipende dalla massa Sono necessarie molte analisi per Sono necessarie molte analisi per coprire tutte le possibilita coprire tutte le possibilita p p q q q q g g g g H H p p q q q q W W W W H H Z Z Z ZProduzione Decadimento A caccia dellHiggs (III)

7 Roberto Chierici7 Produzione di bosoni di Higgs nei rivelatori

8 Roberto Chierici8 H Z p p Z + - + - Il « canale perfetto »

9 Roberto Chierici9 La scoperta (eccesso di eventi statisticamente incompatibile con i fondi) puo anche avverarsi presto CMS o ATLAS saranno in grado di trovare il bosone di Higgs in qualsiasi regione di massa. 99.7% Meno di 3 anni di dati ! Copertura in funzione della massa (per CMS) Se il bosone di Higgs esiste, non puo sfuggire allosservazione allLHC !