Ciao, Higg? Sei qui? Il mondo intero vorrebbe saperlo. Johannes Simon/Getty Images La fisica delle particelle di solito ha difficoltà a competere con la politica e i pettegolezzi delle celebrità per i titoli, ma il bosone di Higgs ha attirato una seria attenzione. Questo è esattamente quello che è successo il 4 luglio, 2012, anche se, quando gli scienziati del CERN hanno annunciato di aver trovato una particella che si comportava nel modo in cui si aspettavano che si comportasse il bosone di Higgs. Forse il soprannome grandioso e controverso del famoso bosone, la "Particella di Dio, " ha tenuto in fermento i media. Poi di nuovo, l'intrigante possibilità che il bosone di Higgs sia responsabile di tutta la massa nell'universo cattura piuttosto l'immaginazione, pure. O forse siamo semplicemente entusiasti di saperne di più sul nostro mondo, e sappiamo che se il bosone di Higgs esiste, sveleremo un po' di più il mistero.
Per capire veramente cos'è il bosone di Higgs, però, dobbiamo esaminare una delle teorie più importanti che descrivono il modo in cui funziona il cosmo:la modello standard . Il modello ci arriva tramite fisica delle particelle , un campo pieno di fisici dediti a ridurre il nostro complicato universo ai suoi elementi costitutivi più elementari. È una sfida che affrontiamo da secoli, e abbiamo fatto molti progressi. Prima abbiamo scoperto gli atomi, poi protoni, neutroni ed elettroni, e infine quark e leptoni (più su quelli successivi). Ma l'universo non contiene solo materia; contiene anche forze che agiscono su quella materia. Il modello standard ci ha fornito maggiori informazioni sui tipi di materia e forze di qualsiasi altra teoria che abbiamo.
Ecco l'essenza del modello standard, che è stato sviluppato nei primi anni '70:il nostro intero universo è composto da 12 diverse particelle di materia e quattro forze [fonte:Organizzazione europea per la ricerca nucleare]. Tra quelle 12 particelle, incontrerai sei quark e sei leptoni. quark compongono protoni e neutroni, mentre i membri del leptone la famiglia include l'elettrone e l'elettrone neutrino , la sua controparte a carica neutra. Gli scienziati pensano che leptoni e quark siano indivisibili; che non puoi dividerli in particelle più piccole. Insieme a tutte quelle particelle, il modello standard riconosce anche quattro forze:gravità, elettromagnetico, forte e debole.
Come vanno le teorie, il modello standard è stato molto efficace, a parte la sua incapacità di adattarsi alla gravità. Armato di esso, i fisici hanno predetto l'esistenza di certe particelle anni prima che fossero verificate empiricamente. Sfortunatamente, il modello ha ancora un altro pezzo mancante:il bosone di Higgs. Che cos'è, e perché è necessario che l'universo descritto dal modello standard funzioni? Scopriamolo.
Le forze fondamentali dell'universo Come risulta, gli scienziati pensano che ognuna di queste quattro forze fondamentali abbia una corrispondente particella portatrice, o bosone , che agisce sulla materia. È un concetto difficile da afferrare. Tendiamo a pensare alle forze come misteriose, cose eteree che stanno a cavallo del confine tra l'esistenza e il nulla, ma in realtà, sono reali quanto la materia stessa.
Alcuni fisici hanno descritto i bosoni come pesi ancorati da misteriosi elastici alle particelle di materia che li generano. Usando questa analogia, possiamo pensare alle particelle che emergono costantemente dall'esistenza in un istante e tuttavia ugualmente capaci di rimanere impigliate con altri elastici attaccati ad altri bosoni (e impartire forza nel processo).
Gli scienziati pensano che ognuno dei quattro fondamentali abbia i suoi bosoni specifici. Campi elettromagnetici, ad esempio, dipendono dal fotone per far transitare la forza elettromagnetica alla materia. I fisici pensano che il bosone di Higgs potrebbe avere una funzione simile, ma trasferire la massa stessa.
Non può la materia avere massa intrinsecamente senza che il bosone di Higgs confonda le cose? Non secondo il modello standard. Ma i fisici hanno trovato una soluzione. E se tutte le particelle non avessero massa intrinseca, ma invece guadagni massa passando per un campo? Questo campo, noto come a campo di Higgs , potrebbe influenzare particelle diverse in modi diversi. I fotoni potrebbero scorrere inalterati, mentre i bosoni W e Z si impantanerebbero con la massa. Infatti, supponendo che il bosone di Higgs esista, tutto ciò che ha massa lo ottiene interagendo con l'onnipotente campo di Higgs, che occupa l'intero universo. Come gli altri campi coperti dal modello standard, quello di Higgs avrebbe bisogno di una particella portatrice per influenzare altre particelle, e quella particella è nota come bosone di Higgs.
Il 4 luglio, 2012, gli scienziati che lavorano con il Large Hadron Collider (LHC) hanno annunciato la scoperta di una particella che si comporta come dovrebbe comportarsi il bosone di Higgs. I risultati, mentre pubblicato con un alto grado di certezza, sono ancora alquanto preliminari. Alcuni ricercatori chiamano la particella "Higgslike" fino a quando i risultati - e i dati - non resisteranno a un esame più approfondito. Indipendentemente, questa scoperta potrebbe inaugurare un periodo di rapida scoperta sul nostro universo.
