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CNR: Alamanacco della Scienza

N. 2 - 7 feb 2018
ISSN 2037-4801

Focus - Le parole della scienza  

Tecnologia

Il bosone, da dannato a divino

In principio era la "particella dannata", "the Goddam particle". Con questo appellativo il fisico britannico Peter Higgs si riferiva all'elusivo bosone di cui aveva ipotizzato l'esistenza nel 1964, cercato con tenacia dagli studiosi del Cern per 48 anni e scovato nel luglio del 2012, grazie all'imponente acceleratore di particelle Lhc. E questo era il titolo che il premio Nobel 1988 per la fisica Leon Lederman avrebbe voluto dare al suo libro divulgativo dedicato appunto a questa colossale avventura scientifica: 'The Goddam particle if the universe is the answer, what is the question?'.

Le cose andarono però diversamente: l'editore del libro cassò la prima parte del titolo di Lederman e impose il più evocativo 'The God particle' (tradotto in italiano con 'La particella di Dio', sottintendendo un genitivo sassone assente nel titolo originale), fiutando il successo editoriale che ne sarebbe derivato. In effetti fu così, e la popolarità non fu solo editoriale se pensiamo che, anche grazie a questa locuzione non molto apprezzata dai fisici, il grande pubblico si interessa oggi al 'bosone di Higgs', la particella che rappresenta una sorta di chiave di volta per capire perché la materia esiste nella forma che conosciamo, ma che non implica nulla di metafisico.

“Questa verifica sperimentale è una delle più importanti conferme del meccanismo ipotizzato da Peter Higgs attraverso il quale le particelle elementari hanno una propria massa. A questa particella è associato un campo che pervade tutto lo spazio-tempo, il cosiddetto campo di Higgs”, spiega Corrado Spinella, direttore del Dipartimento scienze fisiche e tecnologie della materia (Dsftm) del Cnr. “È dall'interazione con questo campo che le diverse particelle acquisiscono quell'importantissimo ingrediente che è la massa. La differenza della massa tra le varie particelle, per esempio tra l'elettrone e il protone, è spiegata proprio sulla base della diversa interazione che queste particelle hanno con il campo di Higgs. Il fotone non interagisce con il campo di Higgs ed è per questo che non ha massa e si muove alla velocità della luce. Va detto che sulla base delle simmetrie che caratterizzano il Modello Standard tutte le particelle elementari dovrebbero avere, come il fotone, massa nulla. È la rottura di queste simmetrie che porta alcune particelle a sentire il campo di Higgs e ad acquisire la massa”.

Concetti complessi e affascinanti, che il grande pubblico ha imparato a conoscere meglio in questi anni e che non resteranno gli unici aspetti che questa particella svelerà. A partire da questa verifica, i ricercatori del Cern ora sono impegnati ad affrontare attraverso Lhc altre questioni aperte della fisica fondamentale. “Nell'istante del Big Bang, o in una frazione di tempo successiva incredibilmente piccola, il campo di Higgs era in uno stato caratterizzato da altissima simmetria: tutte le particelle elementari erano pura energia, senza massa, e una sola super forza regolava tutte le interazioni”, conclude Spinella. “Con l'abbassamento delle temperature, nella fase di espansione seguita al Big Bang, la simmetria del campo di Higgs venne meno, la forza elettromagnetica si separò da quella elettrodebole e le particelle che interagivano con il campo di Higgs finirono per essere dotate di massa. Riprodurre, utilizzando Lhc, eventi di questo genere, caratterizzati da energie in gioco veramente enormi, apre la strada alla comprensione sempre più dettagliata dei meccanismi alla base dell'origine dell'Universo e della sua evoluzione verso lo stato che sperimentiamo adesso”.

Cecilia Migali

Fonte: Corrado Spinella, Dipartimento di scienze fisiche e tecnologie della materia-Dsftm, tel. 06/49932424 , email direttore.dsftm@cnr.it -