All’eta di 85 anni Peter W. Higgs e’ stato insignito del premio Nobel della fisica. Insieme a Higgs e’ stato premiato anche il collega Francois Englert 81 anni che indipendentemente dal proff. Higgs arrivo alla solita conclusione che doveva esistere una particella responsabile delle masse di tutte le particelle, il Bosone di Higgs per l’appunto. Ma non bisongna dimenticare anche il un terzo fisico che ha collaborato con Englert al bosone il prof. Robert Brout scomparso nel 2011 anche a lui sarebbe aspettato il Nobel.
Ma il padre della teoria e’ senza dubbio lo scozzese Peter W. Higgs, timido, amante della solitudine, schivo, che all’eta’ di 24 anni appena laureato inizio a pensare e a lavorare, con la stoffa dei grandi scienziati di un tempo, ormai scomparsi, all’idea di una particella responsabile di tutte le particelle della natura. Una particella insomma senza la quale non esisteremo, nulla esisterebbe ne un fiore, ne il mare, ne noi. Questa particella da lui ipotizzata, teorizzata e’ stata scoperta molti anni dopo al Cern nel 2012. Ed ora dopo moltissimi premi, i piu prestigiosi della scienza e della fisica e’ arrivato anche il Nobel. Quando nel 2012 al Cern di Ginevra fu scoperto il Bosone di Higgs, lo stesso padre per sdrammatizzare la commozione disse :” ve lo avevo detto che c’era”.
Cerchiamo ora di capire perche’ il bosone di Higgs e’ cosi importante:
Perchè aver scoperto, finalmente dopo una lunga caccia durata 50 anni, il bosone di Higgs è una notizia sensazionale non solo per il mondo della fisica ma anche per la nostra vita? Innanzitutto è bene chiarire cosa sia un bosone.
Per fare questo bisogna far un salto indetro di 50 anni al modello standard cioè una teoria quantica che descrive tre delle quattro forze fondamentali in natura, ossia l’interazione forte, l’elettromagnetica e l’interazione debole e con essa tutte le famiglie di particelle connesse.
La quarta forza fondamentale è la gravità ma non viene descritta dal modello. Nel modello standard le particelle vanno pensate raggruppate come se fossero famiglie.
Come esiste la famiglia Rossi, e Bianchi, in questo modello le famiglie si chiamano : Fermioni, composte dalla famiglia dei Quark e dalla famiglia dei Leptoni ( per esempio fanno parte della famigli dei Leptoni gli elettroni e i neutri e i muoni) queste famiglie di parcelle costituiscono la materia.
Poi ci sono altre famiglie i Bosoni ( per esempio il fotone [particella della luce] fa parte della famiglia dei bosoni) cosi come i Bosoni W+ e W- scoperti da Carlo Rubbia e i gluoni, queste famiglie di particelle sono mediatrici delle forze.
Ora il modello standard spiega le cose fino ad un certo punto, diciamo che il modello copriva quasi tutto l’universo conosciuto ( cioè ben poco) e riusciva a dare delle conclusioni abbastanza stabili sul comportamento della materia. Ma c’era un cosa che il modello standard non è mai riuscito a spiegare, una cosa senza la quale il modello stesso non potrebbe stare in piedi e con lui nemmeno l’Universo e noi stessi.
La domanda è apparentemente semplice, chi o che cosa dà la massa alle particelle? Questa domanda ha impegnato le menti più prestigiose del secolo scorso e del secolo di oggi. Il modello senza questa risposta era un modello poco stabile.
Un brillante fisico inglese del King college, di Londra, Peter Higgs fu, fin da giovane, tormentato da quella domanda,- chi o che cosa dava la massa alle particelle?- egli stesso ipotizzò molto presto che nella famiglia dei Bosoni ci doveva essere una bosone responsabile della massa di tutte le altre particelle, era proprio lui che dava massa alle particelle.
Questa idea teorica e praticamente una semplice intuizione, non fu all’inizio presa molto in considerazione. Ma ben presto molti altri fisici dovettero ammettere che quella bizzarra idea che potesse esistere un Bosone responsabile di tutto poteva essere tanto assurda quanto veritiera.
Gruppi di fisici iniziarono a ristudiare il modelle standard e come cacciatori si misero alla ricerca di quella particella, che la chiamarono Bosone di Higgs. Un particella invisibile, imprendibile eppure tanto fondamentale, il Bosone di Higgs non era una particella come le altre, era La particella che avrebbe spiegato e completato l’ultimo tassello del modello standard, una particella talmente particolare che i giornalisti la battezzarono – la particella di “Dio”, sottolineando così l’importanza intrinseca di tale particella che doveva essere (se esisteva) il perno e il mattone fondamentale del tutto.
Il tempo scoraggiò i vari tentativi andati male, molti scienziati abbandonarono il campo come guerrieri feriti e abbattuti in battaglia, lo stesso Stephen Hawking una delle mente più brillanti della fisica del mondo,disse che il Bosone di Higgs non poteva esistere e che erano tutte fantasie e scommise 100 dollari che nessuno l’avrebbe mai scoperta. Ci furono anni bui in cui solo pochi continuarono la lotta contro un’ intuizione che dava solo spasmi di luce, ma nulla di concreto.
Tuttavia la ricerca non si è mai abbattuta, gli scienziati più tenaci o più pazzi ( dipende dai punti di vista), che hanno cavalcato quell’intuizione di Peter Higgs, iniziarono a vedere i primi miraggi, i primi effetti della presenza di qualcosa che poteva essere proprio il Bosone di Higgs.
E allora furono costruite macchine potentissime come gli acceleratori al CERN di Ginevra, tutto per cercare lei la particella di “Dio”, per arrivare a lei ci volevano energie mai ottenute sulla terra, perchè esistenti solo nell’universo, molti stati del mondo ( tra cui anche l’Italia) hanno lavorato tutti insieme per ricreare una situazione simile a quella dell’origine dell’Universo, al quel Big Bang dal quale nacque questa particella, il bosone di Higgs responsabile della masse di tutte le altre particelle.
La corsa e la ricerca non si è fermata, l’intuizione è diventata miraggio, il miraggio un effetto e l’effetto una conferma inconfutabile della sua esistenza. Oggi dopo circa 50 anni, la particella di Higgs si è rivelata al mondo, il bosone tanto cercato esiste , Peter Higgs aveva ragione. Il modello standard ora è veramente completato. Ora si è illuminato un altro angolo oscuro della fisica subatomica forse il più importante, il più cercato ora più che particella di “Dio” possiamo dire di essere entrati nella mente di Dio perchè ora è possibile capire molto di più sulla materia e quindi anche dei costituenti che ci riguardano da vicino, il nostro corpo, la nostra vita.
Ora la nostra vita è veramente parte del grande Universo in quando formati dalle stesse parti, dalle stesse particelle ed ora è possibile capire del perchè della massa delle cose in relazione con la massa dell’Universo. Un tutt’uno quantizzato di piccoli corpi costituiti da particelle con massa differente data dal Bosone di Higgs, ecco come si può ridurre in poche parole chi siamo e cosa è l’Universo.
[Video mostra la collisione per la ricerca del bosone]
Come fa il Bosone di Higgs a fare la massa alle particelle?
Vediamo di concretizzare l’astrattismo della fisica teorica sul Bosone di Higgs con un esempio del campo di neve suggerito da John Ellis. Come esiste un Bosono di Higgs ne può esistere un secondo, e poi un terzo e cosìvia, l’insieme di questi Bosoni costituisce un campo. Pensate ad un campo di neve grande quanto l’universo costituito da fiocchi di neve ( i bosoni di Higgs) .
Il bosone cosa fa? Ha il compito di dare la massa a tutte le altre particelle elementari note dal modello standard quali, elettroni, protoni, fotoni ecc. Il modello standard faceva apparire una simmetria tra le particelle che non si riusciva a distinguere quelle di massa diversa.
Il Bosone invece ha il compito proprio di spaccare la simmetria e di andare a “pesare” le masse diverse delle particelle. A seconda di come le particelle interagiscono con il bosone di Higgs assumono piu o meno massa.
Se ritorniamo al nostro esempio di campo di neve ( cioe’ di bosoni) e voi siete uno sciatore ( una particella) può accadere che sciate sopra la neve veloci senza interagire con il campo, proprio come fa una particella priva di massa che non interagisce con il bosone di Higgs e quindi in quel caso il bosone non dà massa alla particella (ecco per esempio i fotoni che corrono velocissimi alla velocità della luce e non hanno massa).
Immaginiamo ora invece di camminare sulla neve con gli scarponi, quello che succede e’ che si cammina meno velocemente, si fa fatica, come una particella dotata di massa che interagisce con il campo di Higgs. Se invece la neve e’ piu’ alta noi non camminiamo piu’, ma sia affonda e si fa ancora piu’ fatica di prima, proprio come una particella che ha una massa piu grande e che affonda nel campo di Higgs, vuol dire che in quel caso il bosone da a quella particella massa maggione.
Ecco spiegato l’importanza del Bosone di Higgs, perchè va a dare la massa a tutte le particelle conosciute quindi alla materia con cui sono costituiti i corpi celesti e noi stessi. In altre parole se abbiamo massa è grazie al Bosone di Higgs. Stephen Hawking, ha detto di essere contento di aver perso 100 dollari e che a Peter Higgs va dato il Nobel.
Sono veramente poche le scoperte rivoluzionarie nella fisica, dopo le grandi scoperte di Galileo, Newton, Einstain il bosone di Higgs è sicuramente una scoperta che darà una svolta alla alla fisica ma anche nelle nostre vite per le grandi conseguenze che avrà sullo studio dei materiali, nella medicina, per le applicazioni tecnologiche, insomma il bosone di Higgs è stato per anni sconosciuto ma era li parte integrante dell’Universo e di noi stessi.
Ora gli scienziati, sono come dei bambini contenti di aver ricevuto un regalo, ma non basta ora debbono scartarlo, romperlo e vedere cosa si nasconde dentro il bosone di Higgs.
[F.Baglini tutti i diritti riservati ]
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