La notizia è davvero incoraggiante per la Fisica moderna e per la teoria di Fisica delle particelle chiamata Modello Standard. Durante la conferenza che si è tenuta presso il CERN di Ginevra oggi 13 dicembre 2011 alle ore 14 (ora italiana), si è annunciato che sono state trovate (probabili) tracce della “famigerata” particella elementare chiamata bosone di Higgs.
Si tratta ancora di un risultato preliminare (è ancora troppo presto per dire che è una scoperta vera e propria), ma il “gran giorno” del bosone di Higgs adesso sembra un bel po’ più vicino.
Ma cosa è il bosone di Higgs e perché è così importante? La spiegazione non è facile, ma ci provo lo stesso. Sappiamo che la materia di cui siamo fatti è formata da atomi che a loro volta sono formati da particelle ancora più piccole come i protoni, i neutroni e gli elettroni. Tutte queste particelle hanno una “massa”, cioè possiedono una certa “inerzia”, dove per inerzia si intende la difficoltà che si incontra ad accelerare un corpo. Il problema è che in natura esistono particelle che questa inerzia (cioè la massa) non la possiedono. Un esempio sono i fotoni, le particelle che costituiscono la luce (e, in generale, tutte le onde elettromagnetiche).
Come mai esistono particelle dotate di massa e particelle che invece non ne hanno? Cosa è che conferisce massa alle particelle che la possiedono? Sembra quasi un problema “filosofico”, perché si potrebbe riformulare in questi termini: come mai la luce non ha “consistenza”, mentre gli oggetti hanno una certa consistenza?
Il problema forse è ancora più profondo dal punto di vista della Fisica teorica. Secondo la teoria del Modello Standard (la teoria oggi più accreditata che descrive le particelle elementari), le particelle dovrebbero essere tutte senza massa. Per ovviare a questo inconveniente teorico, nel 1964 Peter Higgs propose quello che fu battezzato con il nome di meccanismo di Higgs.
Secondo questo meccanismo lo spazio (in tutto l’Universo) sarebbe permeato da un “campo” (detto appunto campo di Higgs) in cui alcune particelle sarebbero “frenate” e altre invece no, a seconda delle loro caratteristiche. Il campo di Higgs, obbedendo alle leggi della meccanica quantistica, è “quantizzato”, cioè non è continuo ma discreto, e questo significa che esiste una particella elementare che produce questo campo, che è appunto il bosone di Higgs. Il campo di Higgs interagisce anche con se stesso ed è questo che produce la massa del bosone di Higgs. In pratica l’Higgs si auto-conferisce una massa. Se la presenza di questa particella fosse confermata sarebbe un enorme successo del Modello Standard delle particelle, oltre ad essere una delle più grandi scoperte della Fisica moderna.
Entro la fine del 2012 si saprà se le tracce del bosone di Higgs sono prove definitive o se bisognerà continuare a ricercare.
In questo post non sono sceso nei dettagli delle analisi sperimentali del CERN, ma se volete più informazioni in merito potete fare riferimento a questo articolo (in inglese) che illustra i risultati sperimentali con la probabile presenza del bosone di Higgs nell’intervallo di energie compreso tra 124 e 126 GeV. Buona lettura.
Un filmato divulgativo sul bosone di Higgs lo potete vedere anche qui:
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