La Collaborazione dell’esperimento CDF (acronimo di “Collider Detector at Fermilab”)  ha reso nota  la misura della massa del bosone W pari a M_W = 80 433.5 ± 9.4 MeV, la misura più precisa che sia mai stata realizzata. Ad oggi, questa è la nostra misura più solida, e manifesta una discrepanza tra il valore atteso nel Modello Standard e quello misurato.

Il risultato conseguito premia lo sforzo decennale di un esperimento al quale gli italiani, con il supporto costante dell’INFN, hanno contribuito in maniera decisiva, sin dagli esordi risalenti a oltre 40 anni fa CDF è uno storico esperimento  di fisica delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali della natura svoltosi al collisionatore di protoni e antiprotoni Tevatron del laboratorio di alte energie Fermilab di Chicago.

L’esperimento CDF ha raccolto dati per quasi venti anni conseguendo innumerevoli importanti risultati di fisica,  tra cui la scoperta avvenuta nel 1995 del quark top che è l’ ultimo dei sei quark  previsti dal Modello Standard delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali.  

Un’altra particella  fondamentale del Modello Standard è il bosone W rivelato al CERN di Ginevra nel 1983. Esso svolge un ruolo importante agendo da mediatore delle interazioni deboli e il valore della sua massa M_W rappresenta uno dei parametri fondamentali nella fisica delle particelle. Misure della  sua massa sono state condotte con precisione via via crescente, prima ricorrendo a esperimenti al Tevatron, poi a LEP presso il CERN, e infine presso LHC al CERN.

Il tassello finale nella validazione Modello Standard è  stato l’osservazione del bosone di Higgs, ottenuta 10 anni fa dagli esperimenti ATLAS e CMS condotti presso l’acceleratore LHC.  

Le masse del  bosone di Higgs (M_H), del quark top (M_t) e  M_W  sono intimamente correlate tra di loro  e una loro misura di precisione permette di sottoporre a verifica il Modello Standard stesso.

La misura della massa della W condotta dall’esperimento CDF, descritta nell’articolo pubblicato su Science, è  frutto di un lavoro di analisi durato dieci anni e si è  basata su un campione di circa quattro milioni di eventi candidati W raccolti tra il 2002 e il 2011.  Per questi eventi sono state studiate le distribuzioni di alcune quantità cinematiche ottenute dai dati e confrontate con previsioni ottenute da simulazioni ottenute in riferimento a diversi valori possibili per M_W. In questo modo, dopo aver condotto attente calibrazioni, si è ottenuta infine la misura della massa del bosone W pari a M_W = 80 433.5 ± 9.4 MeV. La precisione relativa, di circa 1 parte su 10mila, supera tutte le altre misure precedenti combinate. Tale precisione  risulta inoltre essere confrontabile con quella teorica rendendo possibile il confronto diretto tra misure e previsioni.

Per rendersi conto della rilevanza di questo risultato è importante confrontare il valore misurato per M_W assieme alla media mondiale ottenuta per la massa del quark top M_t (il contorno rosso nella figura fianco) con le previsioni teoriche basate sul valore misurato per la massa del bosone di Higgs (la linea continua blu). Si può notare  una discrepanza significativa tra la più recente misura di M_W e M_t e le previsioni del Modello Standard. Tale discrepanza suggerisce la necessità di miglioramenti nelle previsioni del Modello Standard, o dell’introduzione di estensioni teoriche rispetto all’attuale Modello Standard.

Ciò non giunge del tutto come una sorpresa perché i fisici ritengono che la descrizione della natura fornita da questo modello per quanto precisa  possa essere incompleta. Prova ne sono le recenti scoperte delle oscillazioni dei neutrini e le indicazioni della possibile presenza di un tipo di materia non ancora rilevata nel nostro Universo, la cosiddetta  materia oscura.

In conclusione, questo risultato  potrebbe essere la prima indicazione costruita su  solide basi sperimentali  e  misure di altissima precisione dell’esistenza di nuova fisica, o  di fisica “ beyond the Standard Model”, come è in uso  dire.

Numerosi docenti e ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia  dell’Università  di Bologna, assieme a colleghi di altre università italiane (Padova, Pavia, Pisa, Roma Sapienza, Siena, Trieste e Udine) e ricercatori dell’ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare hanno preso parte alla costruzione del rivelatore CDF, alla presa dati, alla scrittura dei programmi di ricostruzione e simulazione, e all’analisi degli eventi raccolti da CDF.

Numerosi sono poi stati gli studenti, i dottorandi e gli assegnisti che nel corso degli anni si sono formati all’interno del nostro gruppo.  Usufruendo  proficuamente anche di periodi estivi di permanenza presso Fermilab stesso all’interno di un  programma di “summer student”  di CDF cofinanziato dall’INFN per la formazione scientifica avanzata.

Una immensa gratitudine e un affettuoso ricordo  vanno  al Prof. Franco Rimondi del DIFA che ha guidato il gruppo di ricercatori di CDF-Bologna fino alla sua scomparsa.

Articolo su “Science”

News sul sito INFN dell’Ente

 

Vincenzo Vagnoni è stato eletto Spokesperson della Collaborazione internazionale di LHCb al CERN.

E’ un risultato che onora tutto l’INFN e in particolare la Sezione di Bologna e il gruppo locale di LHCb.

A Vincenzo vanno le congratulazioni di tutta le Sezione e un “in bocca al lupo” per il successo nelle sfide dei prossimi anni.

La Sezione INFN di Bologna ha avviato l’ indagine “mobilità casa-lavoro 2022”.

Per la compilazione del PSCL ( Piano degli spostamenti Casa-Lavoro ) 2023 sarà utilizzato il sistema MMS del Comune di Bologna, già conforme alle nuove linee guida, con l’indubbio vantaggio di uniformarci alle altre Aziende/enti/scuole del territorio.

Lo scopo di questa indagine è arrivare a gestire nel modo migliore un aspetto che incide moltissimo sulla qualità della vita delle persone e dell’ambiente: la mobilità sul territorio.

È indispensabile conoscere i tempi e le esigenze della città, degli spostamenti, delle scuole, delle persone.

Le informazioni raccolte consentiranno di avere una base per creare un piano di mobilità sostenibile e di avere un quadro più completo delle problematiche connesse agli spostamenti nel contesto urbano.

Il questionario sarà attivo dal 8/11/2022 al 30/11/2022.

I link per la compilazione del questionario sono stati inviati ai dipendenti tramite email.

Da notare che sotto la voce “smart working” ricadono tutte le modalità INFN di lavoro da remoto (Lavoro Agile, Telelavoro, Attività Fuori Sede (I-III).

Per ogni dubbio o chiarimento scrivete a mobilitymanager@bo.infn.it

Il 1° settembre scorso è cominciato il progetto europeo EURO-LABS. Il progetto avrà una durata europea ed è stato finanziato con 14.2 milioni di euro dal programma Horizon Europe.

Il kick-off meeting del progetto si è svolto a Bologna dal 3 al 5 ottobre 2022 presso l’Hotel Europa, con la partecipazione in presenza di una settantina di colleghi internazionali. Si è discusso sull’organizzazione, la struttura e il coordinamento del progetto. Si sono inoltre passati in rassegna i collegamenti e le sinergie con altri progetti come AIDAinnova, IFAST e le comunità rappresentate da NUPECC ed ECFA.

EURO-LABS è infatti il primo progetto europeo che mette insieme la comunità dei fisici nucleari assieme alle due comunità degli acceleratoristi e degli sviluppatori di rivelatori per la fisica delle alte energie. Coinvolge 25 beneficiari, laboratori ed istituti europei, oltre a 9 laboratori extra europei come partners associati. Il progetto finanzia e permette l’accesso a quasi 40 infrastrutture di ricerca europee. EURO-LABS può infatti coprire le spese di viaggio e di alloggio per le missioni ad infrastrutture per effettuare periodi di test-beam per rivelatori e/o componenti di acceleratori, periodi di irraggiamento, esperimenti di fisica nucleare, ecc.

La sezione di Bologna ha un ruolo di primaria importanza in questo progetto: il Project Coordinator del progetto è Paolo Giacomelli, e il Project Office è organizzato e coordinato da Bologna.

Per maggiori informazioni: https://web.infn.it/EURO-LABS/

Dal 29 agosto al 3 settembre 2022 presso il Centro Residenziale dell’Abbazia di Sant’Urbano a Apiro (MC), 32 studenti delle Scuole Superiori di Emilia-Romagna e Marche selezionati per i loro ottimi curricola scolastici si alleneranno per poter essere selezionati nella squadra italiana che parteciperà alle Olimpiadi Internazionali della Fisica, una gara che ogni anno vede il coinvolgimento di circa 400 studenti provenienti da 80 nazioni e che nel 2023 avrà luogo a Tokyo in Giappone.

Per una settimana questi ragazzi frequenteranno la scuola estiva residenziale di alta formazione (OLIFIS ER Marche) organizzata dalla Associazione di Promozione Sociale “Fisica e Scuola” di Bologna e dalla Fondazione Giuseppe Occhialini di Fossombrone che si occuperà, unica in Italia, della prima fase preparatoria a questo prestigioso appuntamento, con lezioni e laboratori che copriranno gli argomenti più importanti della fisica.

Non solo esercizi ed esperimenti caratterizzeranno le attività dello stage ma anche un ricco e diversificato programma che inizierà già a partire da lunedì 29 agosto presso l’Abbazia.

Nella serata di lunedì gli studenti avranno infatti l’occasione di conoscere il progetto di innovazione rurale della Valle di San Clemente che con il suo laboratorio agro-tecnologico basato sulla scienza dei dati, la robotica e i sistemi interconnessi, si propone come modello di riferimento dell’agricoltura del futuro partendo dai valori della terra. Un progetto fortemente voluto dall’impresa Loccioni, dal Comune di Apiro e da tutti gli abitanti, professionisti della valle che condividono l’amore per questo territorio.

Giovedì pomeriggio 1 settembre, gli studenti della Scuola proseguiranno la visita nei laboratori Loccioni.  Formata prevalentemente da giovani, la Loccioni è un’impresa leader nello sviluppo di sistemi di misura e di controllo nel campo della mobilità, dell’energia, dell’ambiente, della salute, con clienti e collaborazioni a livello mondiale. Un’opportunità di sbirciare nel lavoro futuro per i ragazzi che intendono proseguire gli studi in ambito scientifico.

Infine OLIFIS ER Marche si aprirà al pubblico con due iniziative serali ad ingresso gratuito.

Mercoledì 31 agosto alle ore 21:30, il teatro “La nuova Fenice” di Osimo ospiterà “Segnali dallo spazio” un dialogo a più voci per comprendere quali segnali e quali informazioni ci giungono dallo spazio, come possiamo studiarli, ma anche cosa è possibile imparare dal nostro Universo. Domande e curiosità alle quali risponderanno astronomi e fisici di origine marchigiana impegnati in questo tipo di ricerche.  Saranno ospiti dell’evento Sirio Belli – Università degli Studi di Bologna, Filippo Martelli Università di Urbino e INFN sez. Firenze, Maria Massi del Max Planck Institut, Flavio Travasso – Università di Camerino e INFN – sez. di Perugia, Francesco Vissani – Gran Sasso Science Institute e INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, moderati da Francesca Faedi – Università di Urbino.

Nella serata conclusiva della scuola estiva, venerdì 2 settembre alle ore 21:30, presso gli spazi esterni all’Abbazia di Sant’Urbano è in programma un evento speciale ed unico a cura dell’Associazione Culturale Nemesis dal titolo “Astronomia in tutti i sensi” che ci porterà a conoscere i pianeti del sistema solare attraverso l’utilizzo dei nostri 5 sensi. Un percorso dal Sole alle stelle più lontane che si chiuderà con un’emozionante esperienza di Realtà Virtuale per farci sentire veri astronauti in viaggio nell’universo.

 

L’INFN sezione di Bologna e sezione di Ferrara contribuiscono alla realizzazione di questa scuola estiva diventata nel tempo un appuntamento atteso per tanti studenti appassionati di fisica.