Nel 1964, pochi anni dopo essere arrivato da Londra per assumere un incarico all'Università di Edimburgo, Higgs lesse un articolo del fisico teorico americano Philip Anderson. A quel tempo, i fisici non avevano una teoria su come le particelle subatomiche acquisissero la loro massa. (La massa può essere descritta come la quantità totale di materia contenuta in un oggetto, mentre il peso è la forza di gravità che agisce su un oggetto.)

L'articolo di Anderson ha dimostrato che le particelle possono avere massa. Quando un sistema in fisica, come ad esempio due diverse particelle subatomiche, subisce un cambiamento, i fisici a volte lo descrivono come avente "simmetria rotta". Ciò può portare alla nascita di nuove proprietà.

Durante una passeggiata nelle Highlands scozzesi, Higgs ebbe l'idea di una vita. Capì esattamente come applicare la rottura della simmetria di cui aveva letto nell'articolo di Anderson a un importante gruppo di particelle chiamate bosoni di gauge. Porterebbe a una spiegazione di come gli elementi costitutivi della materia acquisiscono la loro massa.

Altri due gruppi di fisici ebbero la stessa idea più o meno nello stesso periodo:Robert Brout e François Englert a Bruxelles, e Carl Hagen, Gerald Guralnik e Tom Kibble all'Imperial College di Londra.

Un ripensamento

La principale caratteristica distintiva del contributo di Higgs fu che, come ripensamento, egli predisse l'esistenza di una nuova particella massiccia rimasta dal processo che aveva elaborato nelle Highlands. Questa particella avrebbe poi portato il suo nome:il bosone di Higgs.

Credo che sia sempre stato un po' imbarazzante per Higgs il fatto che questo meccanismo di rottura della simmetria fosse talvolta abbreviato in "meccanismo di Higgs". Era sempre pronto a sottolineare il contributo di tutti gli altri e preferiva il termine:"meccanismo Anderson-Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble".

Nel corso dei decenni successivi divenne chiaro quanto fosse importante il contributo di questi scienziati alla nostra comprensione della fisica delle particelle, anche perché la particella che porta il nome di Higgs si rivelò così sfuggente. Diverse macchine, chiamate collisori di particelle, furono costruite per sondare i limiti della nostra conoscenza in fisica.

Hanno esplorato e testato la teoria più ampiamente accettata per spiegare come interagiscono le particelle fondamentali (quelle che non possono essere scomposte in altre particelle) e le forze:il Modello Standard. E il Modello Standard si è dimostrato valido in quasi tutte le condizioni. L'unico ingrediente mancante, che non era stato ancora scoperto da un collisore di particelle, era la particella massiccia prevista da Higgs.

La frustrazione per quanto sfuggente si stesse rivelando il bosone di Higgs, spinse il fisico premio Nobel Leon Lederman a dargli un altro soprannome:"Dannata particella". Questo è stato successivamente abbreviato in "God Particle".

Ci sarebbero voluti 48 anni e la macchina più grande mai realizzata, il Large Hadron Collider (LHC), per trovare finalmente la prova che Higgs e i suoi colleghi avevano ragione. Il Cern, l'organizzazione che gestisce l'LHC, ha annunciato che i fisici avevano quasi certamente scoperto la particella il 4 luglio 2012.

Ulteriori esperimenti confermarono che questa era effettivamente la particella prevista da Higgs. Tuttavia, quando nell'ottobre 2013 venne annunciato il premio Nobel per la fisica, Higgs uscì a fare una passeggiata invece di restare accanto al telefono.

Una 'quinta forza' della natura

Sono trascorsi ormai più di dieci anni dalla scoperta del bosone di Higgs. C'è una grande differenza tra avere semplicemente una teoria in cui (quasi) tutti credono e avere finalmente la prova che in realtà è una buona descrizione della natura.

In effetti, non sono sicuro che abbiamo ancora compreso appieno ciò che Higgs e i suoi colleghi hanno dato al mondo. Equivale alla scoperta di una nuova interazione tra particelle che non avevamo mai visto prima, chiamata accoppiamento Yukawa. Si tratta essenzialmente di una "quinta forza" della natura che complementa la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole.

Ci sono però molte altre questioni da risolvere. Solo il 4% dell'universo è costituito dalla materia che possiamo vedere. Il resto è materia oscura ed energia oscura, ma non ne comprendiamo la natura. Esiste addirittura un calcolo teorico secondo cui il bosone di Higgs è cruciale per la stabilità dell'universo.

Il Consiglio del Cern ha appena esaminato lo stato di avanzamento di uno studio di fattibilità per costruire una macchina chiamata Future Circular Collider, che succederà all'LHC e mirerà a rispondere a molte domande in sospeso sulla natura dell'universo, se approvato. Per quanto mi riguarda, so dove voglio cercare risposte nei dati del collisore:il bosone di Higgs.