Scienza 2013

La scoperta del bosone di Higgs e il mio dottorato

Coautore dell’articolo di ATLAS sulla scoperta del bosone di Higgs, con una ricerca di dottorato sulle risonanze di tipo Higgs al Large Hadron Collider.

Parte della scoperta del bosone di Higgs

Ho contribuito alla scoperta del bosone di Higgs come membro della Collaborazione ATLAS e coautore del suo articolo del 2012 che annunciava la scoperta. All’epoca ero affiliato all’Università di Napoli Federico II e all’INFN di Napoli. È stato un risultato scientifico collettivo, costruito attraverso il lavoro di ricercatori, ingegneri e gruppi tecnici dell’esperimento. La mia ricerca si concentrava sulle analisi del Higgs, combinando dati del rivelatore, ricostruzione, software e ragionamento statistico.

Che cosa ho studiato

La mia ricerca di dottorato riguardava le risonanze di tipo Higgs in un canale con due leptoni e due quark, indicato come H → ZZ → ℓℓqq. Un contributo centrale è stato lo studio della regione a bassa massa con i dati di ATLAS raccolti nel 2011 a 7 TeV. Ho completato la tesi all’Università degli Studi di Napoli Federico II nel 2013, sotto la supervisione di Mariagrazia Alviggi e Francesco Conventi.

Pezzo 1SchemaSi legge da sinistra a destra

Il canale che ho studiato

H → ZZ → ℓℓqq, il canale che ho studiatoHRisonanza di tipo HiggsZZℓ⁺ℓ⁻qq̄Due leptoni: elettroni o muoni,misurati con precisioneDue quark, visti come getti,con grandi fondiUno stato pesante decade in due bosoni Z; uno è identificato dai leptoni, l’altro da due getti.

Due bosoni Z da uno stato pesante: uno identificato in modo pulito da una coppia di leptoni, l’altro da due getti di adroni, dove i fondi sono grandi e il confronto con la previsione decide cosa è stato visto.

Pezzo 2PersoneIl merito a chi ha condiviso il lavoro

Chi ha seguito il lavoro

  • Francesco ConventiRelatore del dottorato, Università di Napoli Federico II e INFN, 2010 a 2013.

Leggere una collisione

La ricerca di una particella parte da ciò che il rivelatore può misurare. Occorre ricostruire i prodotti di una collisione e chiedersi se la loro distribuzione contenga un segnale compatibile con il processo studiato. Molti altri processi possono produrre osservazioni simili.

Per questo il confronto tra dati e previsioni è essenziale. Una struttura apparentemente interessante va esaminata insieme ai processi di fondo, agli effetti del rivelatore e alle incertezze. La solidità di un risultato dipende da quanto accuratamente sono state messe alla prova queste spiegazioni alternative.

Pezzo 3CronologiaI punti pieni sono le mie tappe; quelli vuoti, il contesto in cui si collocano

Gli anni attorno alla tesi

  1. 2011Presa dati a 7 TeVLa ricerca a bassa massa della mia tesi ha usato i dati del 2011.
  2. 2012Coautore dell’articolo della scoperta di ATLASScoperta del bosone di Higgs nell’ambito della Collaborazione ATLAS, con affiliazione a Napoli e all’INFN.Fonte
  3. 2013Tesi discussa a NapoliUniversità di Napoli Federico II, fisica fondamentale e applicata.Fonte

Una domanda che è rimasta aperta

La scoperta del bosone di Higgs nel 2012 ha dato un nuovo contesto a questa ricerca. La mia tesi considerava anche la ricerca di stati di tipo Higgs più pesanti. Fa parte del lavoro collettivo di ATLAS, con un’analisi specifica documentata nella tesi.

Pezzo 4RisorseApri la cosa stessa, non una descrizione

Da dove continuare

Fonti e approfondimenti

  1. Università di Napoli: scheda della tesi di dottorato e testo integrale
  2. ATLAS: articolo sulla scoperta del 2012
  3. La tesi in PDF
  4. La mia pagina del 2013 con la tesi e il relatore