L’atmosfera a Ginevra si era fatta pesante già prima dell’annuncio. Era il 4 luglio 2012. Per diversi giorni le voci si diffusero come statiche nella comunità scientifica. Poi i fisici del CERN hanno finalmente trovato la prova. Hanno scoperto nuove particelle elementari. Almeno assomiglia esattamente al tanto cercato bosone di Higgs.
I fisici inseguono questo fantasma da anni. Alla fine del 2011 erano molto vicini a quell’obiettivo, ma i numeri erano incoerenti. Non è sufficiente affermare che esistano prove scientifiche chiare. La scienza non funziona con l’intuizione. Funziona su base deterministica. Non questa volta. I ricercatori hanno raddoppiato il loro database. Il margine di errore scompare. La probabilità di sbagliare diventa statisticamente insignificante.
Perché le particelle mancanti sono importanti
Se ci pensi, l’universo dovrebbe essere un posto molto più semplice. Gli atomi sono costituiti da particelle. Elettroni, quark Questi componenti non hanno massa propria. Senza massa, girerebbero per sempre alla velocità della luce, non formerebbero mai atomi, non formerebbero mai stelle e non formerebbero mai noi.
Ma non c’è messa. Hanno peso. Perché?
Inserisci il campo Higgs.
Immagina che una sostanza invisibile riempia l’intero spazio. È come l’etere moderno. Mentre le particelle lo attraversano, interagiscono con questo campo. Più forte è l’interazione, più pesante è la particella. Il campo di Higgs li rallenta. Dà loro massa. Senza di essa, l’universo come lo conosciamo non esisterebbe mai.
La particella associata a questo campo è il bosone di Higgs.
“Particella di Dio” è un termine improprio
Probabilmente hai già sentito questo nome. Questa è la cultura pop. È sulla copertina del libro. Particella di Dio. È affascinante. Questo è drammatico. Questo è un grosso problema anche per i ricercatori.
Questo soprannome non deriva dal fanatismo religioso. Citazione dal libro del premio Nobel Leon Lederman. Gli piaceva chiamarla “una particella dell’inferno”. Era frustrato. Questo è costoso da trovare e difficile da dimostrare teoricamente. Al suo editore non piacevano le volgarità. Quindi hanno tagliato “Dannazione”. Questo titolo ha attirato l’attenzione dei media. In laboratorio? Saltato.
La particella prende il nome dal fisico britannico Peter Higgs, che ne predisse l’esistenza nel 1964. I calcoli si rivelarono corretti. Questa teoria è completamente coerente con la fisica esistente. Ma come è dimostrato? Questa è la parte più difficile.
Distruggi i protoni per trovare segnali
Il CERN non si è limitato ad aspettare che il bosone si facesse avanti e si presentasse. Devono cercarlo indirettamente.
Hanno utilizzato due grandi rilevatori: ATLAS e CMS. Queste macchine osservano le collisioni di miliardi di protoni. In queste collisioni ad alta energia, l’energia si trasforma in materia. Questa materia può esistere sotto forma di bosone di Higgs.
Cosa c’è dentro? Il bosone di Higgs è instabile. Non durerà. Si scompone quasi immediatamente in altre particelle misurabili. I fisici non possono vedere il bosone di Higgs stesso. Hanno bisogno di vedere cosa lascia dietro di sé.
Secondo i dati preliminari, la sua massa è di circa 125-126 GeV. Sono un miliardo di elettronvolt. A proposito, un protone pesa circa 0,9 GeV. Questa nuova particella è il bosone più pesante mai scoperto.
Non è ancora una soluzione perfetta. Il lavoro non è ancora finito. Raccogliere continuamente dati per convalidare la teoria. Questa conferma conferma il modello standard della fisica delle particelle. Spiega perché la materia ha sostanza.
La storia però non finisce con il comunicato stampa. Si apre una nuova porta. Cos’altro si nasconde nei campi? Cosa ci dice il bosone di Higgs sull’universo primordiale? La risposta ad una domanda ha generato altre 10 domande. Il silenzio del vuoto era rotto. Ascoltiamo.
