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Buone notizie sul bosone di Higgs: decade come dovrebbe

Identificato il principale decadimento del bosone di Higgs, la nota particella che fornisce la massa alle altre. Higgs decade in due quark bottom. Un risultato che apre le porte a nuovi studi sull’assetto della fisica attuale

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Funziona bene, decade regolarmente. Stiamo parlando del bosone di Higgs, la particella che attraverso un complesso meccanismo conferisce la massa a tutte le altre, scoperta al Large Hadron Collider al Cern nel 2012. Dopo la misura della sua massa, importante proprietà che lo caratterizza, oggi arriva una prova che anche il suo comportamento, ovvero il modo in cui decade, producendo altre particelle, è conforme a quanto aspettato. Questo risultato arriva da una ricerca svolta presso l’Lhc e coordinata dalla Princeton University, che ne dà notizia.

Come tante altre particelle instabili per natura, il bosone di Higgs decade – ovvero si trasforma – dando vita a nuove particelle più leggere: in questo caso si tratta di due quark bottom (in generale i quark sono particelle che costituiscono il protone), scoperti nel 1977 al Fermilab a Chicago da un gruppo guidato da Leon Lederman (lo stesso scienziato che battezzerà il bosone di Higgs come la particella di Dio, l’espressione tanto ripresa dai giornalisti e poco amata dai fisici).

I quark bottom rappresentano uno dei sei diversi tipi di quark, le particelle elementari che rappresentano (insieme ad altre, in tutto ora sono 17) i mattoni del Modello standard, la teoria fisica che descrive tutte le particelle e le interazioni fisiche – ad eccezione di una, quella gravitazionale.

Ciò che accade esattamente all’Lhc, il il potentissimo acceleratore di particelle al Cern di Ginevra, è uno scontro fra protoni accelerati, che dà luogo in certi casi al bosone di Higgs, le cui tracce vengono rilevate dagli strati concentrici dei rivelatori di Lhc: questi strati somigliano a cipolle e le particelle sono come inchiostri di colore diverso, che si diffondono lasciando le loro tracce.

Il bosone ha una vita molto breve, pari a frazioni infinitesimali di un nanosecondo (un milionesimo di millesimo di secondo). Dopo questo tempo infinitesimo, è decaduto in due quark bottom. Qui di seguito la ricostruzione del decadimento del bosone di Higgs.

bosone Higgs

(foto: Image courtesy of the CMS Collaboration. In blu i jet dei quark bottom, prodotti del bosone di Higgs, e in rosso i getti di un’altra particella, il bosone Z, generata insieme all’Higgs)

 

Tuttavia, individuare questo decadimento, anche se meno raro di altri, non è facile. La difficoltà sta nel fatto che non solo il bosone di Higgs, ma anche numerose altre particelle, producono i quark bottom. Per districarsi in questo mare di quark, i ricercatori hanno utilizzato i grandi rivelatori Compact Muon Solenoid (Cms) e A Toroidal Lhc ApparatuS (Atlas), due dei principali esperimenti dell’Lhc, che hanno operato indipendentemente l’uno dall’altro, raggiungendo lo stesso risultato. Inoltre i quark non vengono rilevati come particelle libere, cioè da soli, dato che sono legati ad altri o decadono rapidamente e la loro presenza viene individuata indirettamente tramite la ricostruzione dei valori delle masse delle altre particelle.

Una volta prodotti, i quark bottom generano altre particelle, per cui gli scienziati hanno avuto bisogno di molti dati per ricostruire la loro provenienza. “Si tratta di un caos perché bisogna raccogliere tutti i getti delle particelle [raggruppate fra loro, una particella dà luogo ad un getto ndr], misurare le loro proprietà per calcolare la massa dell’oggetto che decade in questi getti”, spiega Olsen. Ma gli autori ci sono riusciti, grazie appunto alla particolare struttura a cipolla dei rivelatori, che consente di studiare tutti i passaggi delle particelle, seguendole dalla nascita al decadimento. In questo modo, sono stati in grado di rilevare sia la collisione protone-protone che ha dato luogo al bosone di Higgs, sia il decadimento di quest’ultimo in due quark bottom.

Questo decadimento è uno dei più frequenti, dato che secondo le previsioni teoriche avviene nel 60% dei casi, spiegano gli scienziati. “Abbiamo trovato esattamente ciò che ci attendevamo”, commenta James Olsen, che ha guidato lo studio. “E ora possiamo utilizzare questa nuova strada per studiare le proprietà dell’Higgs”“Il decadimento Higgs in quark bottom è importante perché è il più frequente”, aggiunge Christopher Palmer, ricercatore a Princeton, “dato che una misura precisa del tasso di decadimento ci fornisce informazioni sulla natura della particella”.

Studiare il tasso di questo decadimento (cioè quanto spesso avviene) è importante per i fisici perché in base al risultato possono osservare se la percentuale rispetta la previsione teorica ed è in linea con il Modello standard. Insomma, studiare il bosone di Higgs e il suo comportamento è uno strumento utile che può informazioni preziose anche per capire se le attuali teorie fisiche, che descrivono la materia e dunque il mondo come lo conosciamo, sono valide.

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Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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L’addestramento degli astronauti che si preparano a tornare sulla Luna

Un video dell’Esa ci porta nel bel mezzo dei test per formare i moonwalker del futuro. Il training si tiene a Lanzarote

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Non manca molto al ritorno dell’essere umano sulla Luna, e astronauti ed esperti di esplorazione spaziale sanno che c’è solo un modo per prepararsi a compiere, di nuovo, quel piccolo passo: studio, allenamento e messa a punto delle tecnologie giuste. È per questo che l’Agenzia spaziale europea sta portando avanti Pangaea, una serie di operazioni per mimare, già sulla Terra, le condizioni che la nuova generazione di moonwalker si ritroverà a gestire, e per collaudare tute spaziali e attrezzature.

In questo video, girato qualche settimana fa, ecco la simulazione di una passeggiata lunare direttamente dall’isola di Lanzarote, in Spagna, una delle location più adatte secondo gli scienziati per ricreare (perlomeno dal punto di vista geologico) l’ambientazione del nostro satellite.

(Credit video: Esa)





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Luna, parte la prima missione verso il suo lato nascosto

La missione cinese Chang’e4 parte il 7 dicembre 2018 alle 19.30. Si tratta della prima volta in cui una missione spaziale potrebbe raggiungere la faccia sempre nascosta della Luna, presso il gigantesco cratere nel bacino Polo Sud-Aitken

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(foto: Nasa Goddard) (foto: NASA Goddard)

Una missione unica nel suo genere. Stiamo parlando della cinese Chang’e 4che per la prima volta in assoluto è diretta verso la faccia sempre nascostadella Luna. E che partirà il 7 dicembre 2018 alle nostre 19:30 – orario che in Cina corrisponde alle 2:30 di mattina dell’8 dicembre. La missione è ai blocchi di partenza e prenderà il volo dal centro spaziale di Xichang, chiamato anche Base 27, in provincia di Sichuan, nella Cina sud-occidentale. Chang’e 4 è frutto di un aggiornamento della cinese Chang’e 3, che nel 2013 ha effettuato il primo allunaggio dall’ultima missione, la sovietica Luna 24 nel 1976.

Se tutto procede come previsto, dopo 27 giorni di viaggio, Chang’e 4 prevede l’arrivo di un lander e di un rover nel bacino Polo Sud-Aitken, un cratere meteoritico di grandissime dimensioni, circa 2500 km di diametro, invisibile dalla Terra, nella faccia della Luna perennemente nascosta al nostro pianeta. Precisamente, la missione arriverà nel cratere Von Kármán.

Il bacino Polo Sud-Aitken è il maggiore cratere da impatto sulla Luna e fra i più vasti del Sistema solare, motivo per cui risulta essere un punto di grande interesse per ottenere informazioni sulla formazione della Luna e dei pianeti. Non si sa quanto questo bacino sia antico, tuttavia, secondo le analisi delle missioni Apollo della Nasa, la formazione della maggior parte dei crateri sulla Luna risale a circa 3,9 miliardi di anni fa. Oggi gli scienziati studieranno se anche questo enorme cratere si è formato in quel periodo, così da poter confermare i modelli precedenti.

In generale, gli obiettivi della missione sono descritti in uno studio appena pubblicato su Planetary and Space Science. In particolare, Chang’e 4 studierà la superficie e la sotto-superficie lunare, dunque la geologia della Luna e degli strati interni sottostanti, con un’analisi della composizione mineralogica e topografica. Particolarmente interessanti saranno gli studi radioastronomici, che rileveranno le onde radio emesse da processi fisici nello Spazio, in una regione, come quella del retro lunare, libera da interferenze (quali quelle della ionosfera terrestre, delle aurore e le radio-frequenze prodotte dall’uomo). La missione, inoltre, analizzerà il vento solare, ovvero il flusso di particelle cariche provenienti dal Sole. Mentre un altro esperimento testerà la possibilità di far crescere delle piante sul territorio lunare, nonostante la gravità ridotta: l’agenzia di stampa cinese Xinhua, infatti, riporta che la missione porterà a bordo dei semi di piante e uova del baco da seta, per provarne la coltivazione.

Nessuna missione ha mai raggiunto la parte nascosta della Luna. Dalla Terra vediamo sempre la stessa faccia, circa una metà della superficie del nostro satellite. Questo avviene perché il tempo impiegato dalla Luna a ruotare su stessa è uguale a quello con cui gira intorno alla Terra. Tale fenomeno fa sì che anche riuscire ad arrivare sulla parte oscura non sia semplice, dato che per inviare informazioni da e per la Luna risulterebbe necessario avere una ulteriore sonda per trasmettere le comunicazioni dal lander alla Terra e viceversa. Ma la Cina ha ovviato a questo problema, dato che lo scorso 21 maggio 2018 ha inviato il satellite Queqiao, il satellite relay che rappresenterà un ponte per il passaggio delle informazioni fra la Terra e il lander.

Ancora non è iniziato il countdown per Chang’e 4 e già sappiamo cosa farà la prossima missione cinese Chang’e 5, che riporterà sulla Terra campioni di circa 2 kg prelevati dalle rocce della Luna. Insomma, l’esplorazione di cosa c’è nella parte nascosta della Luna sta per iniziare. Il sogno degli astronomi, come spiega su The Guardian Tamela Maciel dello Uk National Space Centre a Leicester, è quello di porre un radiotelescopio sulla parte nascosta della Luna, dove le interferenze radio sono minimizzate: con questo strumento, spiega la scienziata, potremmo essere in grado di rilevare oggetti celesti lontani e antichi nell’Universo. E Chang’e 4 è il primo passo per arrivare a questo risultato.





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Al via la sperimentazione in tre continenti del primo vaccino contro l’Aids per i bambini

In Italia, Sudafrica e Tailandia. Coordina l’Ospedale Bambino Gesù

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Partirà nel 2019, in 3 continenti, il secondo step della sperimentazione del primo vaccino terapeutico pediatrico contro l’HIV, sviluppato dall’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù in collaborazione con il Karolinska Instituet di Stoccolma. Saranno coinvolti circa 100 bimbi già malati di Aids. L’Ospedale della Santa Sede, infatti, capofila del progetto internazionale di ricerca EPIICAL, ha ottenuto un finanziamento dal National Institute of Health americano che consentirà di testare il vaccino in Italia, Tailandia e Sudafrica.

Il vaccino era stato inizialmente sperimentato nel 2013 dimostrandosi efficace nel tenere sotto controllo il virus sospendendo le terapie antiretrovirali. La nuova sperimentazione segue quindi quella del 2013 dell’Unità Operativa di Infettivologia del Bambino Gesù, all’interno del Dipartimento Pediatrico Universitario Ospedaliero diretto da Paolo Rossi, in collaborazione con la cattedra di Pediatria dell’Università di Roma Tor Vergata. La prima sperimentazione aveva riguardato 20 bambini nati infetti per via materna (contagio verticale), un tipo di trasmissione della malattia che interessa il 95% dei nuovi casi pediatrici ogni anno. Ora partirà la sperimentazione su un campione più ampio, che conterà circa 100 bambini con Aids conclamato alla nascita e da subito in trattamento con terapie standard. Alla vigilia della Giornata Mondiale contro l’AIDS, che si celebra domani 1 dicembre, si contano ancora ogni anno nel mondo circa 180.000 nuove infezioni pediatriche, per un totale di circa 1.800.000 bambini con infezione da HIV. Il vaccino terapeutico mira a ‘educare’ il sistema immunitario di una persona con HIV per aiutarlo a reagire contro il virus che lo ha infettato. I vaccini terapeutici si distinguono da quelli profilattici in quanto i primi servono a curare persone già infette, mentre i secondi hanno una funzione preventiva. Non esiste al momento un vaccino profilattico contro l’HIV.

Il vaccino terapeutico, abbinato alla terapia antiretrovirale classica, aveva già ottenuto risultati positivi determinando il significativo aumento di risposte immunologiche potenzialmente in grado di consentire il controllo della replicazione del virus dell’HIV. L’obiettivo è arrivare ora a disporre di un vaccino terapeutico che consenta di controllare il virus riducendo al minimo o eliminando del tutto la somministrazione di farmaci antiretrovoirali, necessari giornalmente al paziente ma che hanno effetti collaterali tossici.





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Chi Siamo

Dicono di noi

5 star review  Difficile spiegare per me.Ho conosciuto i Bambini di Satana tramite mio figlio e ho trovato tanti argomenti interessanti,a volte scomodi,che i perbenisti non affrontano.Grazie ragazzi

thumb Susy Barini
12/30/2017

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