08/09/2012
E ADESSO? TRA LE PIEGHE DEL BOSONE DI HIGGS
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Lo scorso 4 luglio al CERN di Ginevra è stata annunciata una delle più importanti scoperte nella fisica delle interazioni fondamentali: l'elusiva 'particella maledetta', artefice del meccanismo che regala massa alle altre particelle, è stata fotografata con risoluzione altissima, lasciando all'Accademia Reale Svedese delle Scienze il dilemma di chi insignire del Nobel tra i tanti fisici teorici che hanno ideato la teoria, ormai quarantotto anni fa, e i tantissimi fisici sperimentali che hanno messo all'opera il Large Hadron Collider, la più mastodontica macchina di precisione del mondo. Le future analisi potrebbero però rivelare leggere deviazioni dalla teoria più accreditata, aprendo la porta a nuovi fermenti. Il fisico sperimentale e blogger scientifico Tommaso Dorigo e il fisico teorico Gian Francesco Giudice (Odissea nello zeptospazio) ci raccontano il successo dell'impresa e i futuri interrogativi che si nascondono tra le pieghe del bosone di Higgs.
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L'aula magna dell'università di Mantova è gremita quando le luci in sala si abbassano e Gian Francesco Giudice e Tommaso Dorigo prendono la parola. I due fisici del CERN promettono di portare il pubblico tra le pieghe del bosone di Higgs e nessuno sembra volersi perdere lo spettacolo. Col supporto visivo delle foto proiettate sullo schermo, i due fisici ci accompagnano nel mondo che ruota intorno a LHC: il grande acceleratore di particelle costruito nel sottosuolo tra la Svizzera e la Francia. Vi lavorano team di scienziati venuti da tutto il mondo per studiare le collisioni tra protoni, che la fantasmagorica macchina riesce ad accelerare fino alla velocità della luce, per poi farli scontrare e rilevare i risultati. Tra i detriti di queste collisioni è stato possibile individuare le tracce del bosone di Higgs, particella che decade molto in fretta in fotoni ed è per questo molto difficile da trovare. Come già spiegato dal prof. Dorigo nella sua lezione in piazza Mantegna, in meccanica quantistica l'esito è dato soltanto da risultati statistici, dunque è stato necessario raccogliere un'enorme mole di dati, per poter ridurre al minimo il margine d'errore (arrivando alla fatidica soglia di 5 sigma) e annunciare al mondo la nuova scoperta. Ma perché tanti sforzi per trovare questa 'particella maledetta' (come era stata soprannominata da Leon Lederman)? I giornali hanno scritto, e tutti noi abbiamo letto, che essa sarebbe in qualche modo responsabile della massa. Gian Francesco Giudice distrugge anche questa piccola certezza cui noi, lettori curiosi, ci eravamo aggrappati, affermando che esso è responsabile solo dello 0.2% della massa dell'universo, essendo il resto dovuto ad altre forze (infatti la massa, sulla base della celebre formula della relatività generale, è manifestazione di energia). È vero però che, quello dovuto al meccanismo di Higgs è proprio lo 0.2 % più importante. La particella in questione, infatti, è portatrice di una forza che agisce soprattutto a livello subatomico, determinando la dimensione degli atomi ed è, perciò, alla base della struttura stessa dello spazio-tempo. Insomma, se ingrassiamo non è colpa dell'Higgs, almeno non del tutto! Ma la caratteristica più importante della particella in questione è la sua massa: i ricercatori sono riusciti a scovarla proprio perché, sulla base del Modello Standard (di cui il bosone rappresenta l'ultimo tassello necessario per spiegare tutte le forze conosciute in termini di simmetria) esso doveva corrispondere ad una massa di 125-126 GeV, caratteristica confermata dagli esperimenti. L'importanza di questo dato è dovuta al fatto che, se l'Higgs avesse massa di poco inferiore, l'universo sarebbe collassato da un pezzo, mentre se avesse massa di poco superiore esso non collasserebbe mai. Sulla base dei dati a nostra disposizione, possiamo calcolare che invece l'universo come lo conosciamo ha un'aspettativa di vita pari a quella della sua attuale età: partendo dall'epoca attuale, dovrà passare esattamente lo stesso tempo che è trascorso dal Big Bang fino ad ora, prima che ogni cosa si disgreghi e imploda in un unico punto. Chissà se per quel momento la nostra generazione avrà maturato la pensione!