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Che cos’è il bosone di Higgs

Ecco cos'è il bosone di Higgs, noto anche come particella di Dio, e qual è la sua rilevanza effettiva nel campo della Fisica.

di Simona Vitale 3 luglio 2012 18:07
Collisione, bosone di Higgs

Potrebbe essere davvero domani il giorno della svolta. Al CERN di Ginevra potrebbe essere annunciata la scoperta del bosone di Higgs, più nota come la particella di Dio. Proprio domani, infatti, saranno svelati i risultati ai quali sono giunti Atlas e Cms, due squadre di ricerche indipendenti, grazie all’acceleratore di particelle più potente al mondo: il Large Hadrome Collider.

Per capire cosa sia il bosone di Higgs e quale sia la sua reale importanza occorre fare un tuffo nel passato e tornare indietro a 50 anni fa, quando venne elaborato il cosiddetto Modello Standard. Tale teoria cerca di spiegare come tutte le particelle elementari, note all’uomo, possano interagire nell’Universo visibile. Uno degli intoppi di questa teoria è stato però sempre rappresentato dal problema di determinare da dove provenisse la massa delle particelle. Le equazioni previste dalla teoria sembrerebbero dunque richiedere delle particelle prive di massa.

Large Hadron Collider

Il problema si risolve supponendo l’esistenza di una particella subatomica che andrebbe a conferire questa caratteristica fisica (cioè la massa) alle altre particelle. A supporre la sua esistenza, da aggiungere al Modello Standard, è stato un gruppo di fisici, tra i quali l’oggi 83enne Peter Higgs nel 1964 e dal quale tale particella prende il nome.

Secondo questa teoria, nell’Universo esistono dei bosoni (particelle che obbediscono alla statistica di Bose-Einstein e che hanno pertanto spin intero) che vengono attratti da altre particelle che entrano nel loro campo di energia. Più grande è il numero di bosoni attratti dalla particella, più la massa di quest’ultima sarà grande.

Il passo successivo è stato quello di dimostrare la sua esistenza, che si compenetra a pennello nella teoria del Modello Standard. Essendo una particella che andrebbe a decadere velocemente, trasformandosi in altra particella, gli esperti hanno supposto che non la si potrebbe scovare per caso nell’Universo conosciuto (il 4% circa). Si è dunque pensato di crearla per rilevarla.

Il metodo studiato è stato quello di lanciare dei fasci di protoni ad altissima energia all’interno degli acceleratori di particelle, facendoli scontrare. Dagli scontri nascono poi particelle elementari come: leptoni, quark, e altri tipi di bosoni, che hanno caratteristiche note.

Quando però un maggior numero di collisioni si registra in corrispondenza di una certo intervallo di energia, cioè sta a significare che potrebbe essersi creata una particella diversa non nota e che potrebbe essere proprio il bosone di Higgs. Ovviamente, potrebbe anche accadere che sia un caso o un errore di rilevamento. Sta di fatto che, avendo a disposizione l’acceleratore di particelle più potente al mondo (LHC) le probabilità di osservare il bosone di Higgs sono cresciute notevolmente, dando quindi la possibilità di rispondere con certezza alla domanda se il bosone di Higgs esista o meno. Domani, in ogni caso, ne sapremo qualcosa in più.

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