Project

chiral perturbation theory; dispersion relations; isospin symmetry breaking; effective field theories; flavour mixing; CP violation; anomalous magnetic moment of the muon

Lead
Si puo` essere vittima del proprio successo? Questo e` quanto succede in fisica delle particelle: la teoria che descrive tutti gli esperimenti di laboratorio fatti finora, il modello standard, e` stata formulata piu` di quarant'anni fa, e l'ultima conferma di essa (la scoperta del bosone di Higgs) ne ha coronato il successo in maniera definitiva. E tuttavia sappiamo che questa non e` la teoria finale e che ci sono fenomeni che non possono essere spiegati da essa.La ricerca di effetti che vadano al di la` di questa teoria e` uno degli obiettivi centrale dell'odierna ricerca in fisica delle particelle ed e` il tema centrale di questo progetto.
Lay summary
Questa ricerca procede lungo due direttive principali: quella dell'alta energia e dell'alta precisione. Realizzando collisioni tra particelle a energie sempre piu` alte, si cerca di creare e osservare nuove particelle, non presenti nel modello standard. Aumentando la precisione di misure di bassa energia invece, si cercano piccole deviazioni dalle predizioni del modello standard: in questo caso l'evidenza sperimentale di nuove particelle e` solo indiretta. Obiettivo di questo progetto e` quello di migliorare la precisione delle predizioni teoriche del modello standard per degli osservabili che sono stati o saranno misurate con alta precisione. Solo in questo modo e` possibile ottenere una convincente evidenza sperimentale di effetti non spiegabili all'interno del modello standard. La difficolta` maggiore di questi calcoli teorici risiede nel fatto che per le interazioni forti non abbiamo ancora sviluppato delle tecniche di calcolo efficienti, che ci permettano di raggiungere la necessaria precisione in maniera semplice. Uno degli obiettivi del progetto e` in particolare quello di migliorare la precisione teorica nel calcolo del rapporto giromagnetico anomalo del muone, soprattutto dei contributi ad esso che vengono dalle interazioni forti. Per questa grandezza, misurata con l'incredibile precisione di 0.6 parti per milione, esiste una discrepanza tra la predizione teorica e la misura di piu` di tre deviazioni standard. Una spiegazione dell'origine di questa discrepanza e` obiettivo di molte ricerche sia teoriche che sperimentali in molti centri di ricerca del mondo, ed anche di questo progetto.

Direct link to Lay Summary

Last update: 09.11.2015

Active participation

Self-organised

Number	Title	Start	Funding scheme

While searching for signals of new physics at the high-energy frontier, itis important to continue to look for deviations from the Standard Model(SM) predictions also in low-energy phenomena. This means also to try andbetter understand all observed deviations. The present project, like myprevious ones, is firmly anchored in the latter line of research.Indeed in low-energy phenomenology there are a few puzzles which continueto remain unexplained. One of the most resistant to theoretical andexperimental scrutiny remains that of the $(g-2)$ of the muon. Whilefourteen years ago the discrepancy between measurement and SM predictionhas been called a ``harbinger of new physics'', the increased bounds on themasses of all beyond-the-Standard-Model (BSM) particles makes the samediscrepancy a true puzzle. For example, the ``natural'' explanation of thediscrepancy within a supersymmetric (SUSY) extension of the SM has nowbecome very problematic because the bounds on the SUSY particles --especially those of the first and second generation, which are those neededto explain the $(g-2)_\mu$ puzzle -- are now too high.In summary, right before the start of the second running phase of the LHCthe confirmations of the SM have increased both in precision and in number.The fundamental scalar assumed to be responsible for electroweak symmetrybreaking has been discovered and the flavour and CP violations observed areall compatible with the SM. The possibility that the SM is valid up to ascale much higher than the TeV, despite naturalness arguments, has now tobe considered more seriously. Whether this possibility is confirmed byexperimental investigations at the maximal LHC energy will become knownsoon. For what concerns low-energy phenomenology the challenge still remains toreduce hadronic uncertainties in observables where there is an apparentdiscrepancy between measurement and SM prediction which is not yet fullyunderstood. This will be the main goal of this project.