Il Bosone di Higgs esiste: ma come lo hanno scoperto?

La notizia è arrivata da poche ore, ma il CERN stavolta sembra non avere dubbi, il Bosone di Higgs, meglio conosciuto come la particella di Dio, potrebbe essere stato scoperto.

Questa particella, la cui esistenza è stata teorizzata dal fisico britannico Peter Higgs negli anni 60, è di fondamentale importanza per l'esistenza dell'Universo in quanto è quella che fornisce massa a tutte le restanti ed è alla base del modello standard. 

La ricerca di questa particella è stato (ed è ancora) uno degli obiettivi dei fisici di tutto il mondo, e possiamo paragonarla alla ricerca del Santo Graal ai tempi dei cavalieri della tavola rotonda. L'esperimento principale volto alla ricerca del Bosone di Higgs è noto come Esperimento Atlas e si svolge a Ginevra, al'interno dell'acceleratore di particelle noto come LHC (Large Hadron Collider). Lo scopo di questo immenso apparato è quello di generare un immenso scontro di particelle, nella speranza che durante le collisioni si venga a creare uno di questi Bosoni. 

L'aspetto interessante di tutto questo (almeno per me e aldilà dell'importanza della scoperta nel mondo della Fisica e delle Scienze in generale) è proprio il modo in cui si è arrivato ai risultati ottenuti.

I calcoli legati ai dati tirati fuori da LHC sono elaborati attraverso una serie di centri di calcolo sparsi in giro per l'Europa secondo una struttura a livelli (o meglio a Tier, secondo la nomenclatura che utilizzano al CERN): 

• Il Tier0 risiede al CERN, in esso avviene la produzione dei dati da inviare ai Tiers di livello inferiore. Esegue una prima fase di calibrazione ed allineamento dei dati di output di LHC, ed effettua una loro prima ricostruzione, di durata al massimo 48h. Successivamente invia ai Tier-1 l'output ricostruito.
• Il Tier1 è a carattere regionale, dove per regione intendiamo un insieme di organizzazioni su più nazioni, nel mondo se ne contano 10. Conserva a tempo indeterminato una parte dei dati grezzi, esegue su di essi procedure di allineamento, calibrazione e ricostruzione dei dati con algoritmi più efficienti rispetto al Tier-0, e li distribuisce ai Tier2. Inoltre esegue job di analisi e selezione sui dati.
• Il Tier2 è a carattere nazionale, cioè raggruppa organizzazioni all'interno della stessa nazione, nel mondo se ne contano circa 30. Esegue job di analisi e simulazioni sui dati. I risultati di queste operazioni vengono passati al Tier-3.
• Il Tier3 è a carattere locale, è il livello più basso e raccoglie i singolo istituti o dipartimenti, è il luogo dove avviene fisicamente l'analisi dei dati.

Ogni Tier produce dei dati, secondo il seguente schema:

• Raw Data : sono i dati grezzi in uscita dal Trigger, vengono passati dal Tier0 ai vari Tier1.
• ESD (Event Summary Data) : Dati di output della ricostruzione. Descrivono i percorsi delle particelle, le collisioni, e tutto ciò che riguarda le interazioni fra le particelle all'interno dell'acceleratore.  
• AOD (Analisys Object Data) : Sono un formato ridotto degli ESD,  è il formato “pubblico” dei dati da elaborare. Rappresentano le singole particelle.
• DPD (Derived Physics Data) : Sono un formato ridotto degli AOD, è il formato “privato” dei dati, utilizzato per l'uso esplicito nei centri di calcolo.

Il tutto è gestito da una serie piuttosto corposa di software, ognuno necessario per uno specifico aspetto dell'esperimento. 

Il discorso in realtà è abbastanza vasto e descrivere tutto in queste righe è praticamente impossibile, per gli interessati lascio il link per il download di una tesi di laurea sull'argomento (mi faccio un pò di autopromozione, l'autore sono io). All'interno troverete un pò di cose interessanti in merito almeno spero.