Prima di parlare della “dannata particella” procederei col spiegare perché fu postulata e quale ruolo dovrebbe giocare al completamento della conoscenza della realtà per come la intendiamo fisicamente (secondo la Fisica).
Quattro sono le Forze Fondamentali che la Fisica ha riconosciuto come tali, ovvero non riconducibili ad ulteriori Forze, e che permettono la descrizione dei fenomeni fisici in tutte le scale di distanza e di energia:
– Interazione gravitazionale
– Interazione Interazione elettromagnetica
– Interazione nucleare debole
– Interazione nucleare forte
Il noto Modello standard (MS), una teoria quantistica, ne descrive tre, ovvero non comprende ancora la Forza Gravitazionale e quindi si presenta ancora incompleta dal punto di vista delle interazioni fondamentali. Tuttavia il MS si difende bene descrivendo anche le Particelle elementari che sono direttamente collegate alle suddette Forze. Inoltre tutte le previsioni del Modello sono state verificate sperimentalmente con un’elevata precisione avvalorandolo.
Le Particelle elementari sono le particelle più piccole, fondamentali e indivisibili che vanno a costruire quello che intendiamo come la realtà fisica, quindi tutto l’universo così come lo intendiamo.
Il MS le ordina dividendole in due gruppi:
– Gruppo Fermionico
– Gruppo Bosonico
Il primo gruppo ordina le dodici particelle-materia che vanno in definitiva a costituire la Materia in due ulteriori gruppi da sei:
1) Leptoni:
– Elettrone
– Neutrino elettronico
– Muone
– Neutrino muonico
– Tauone
– Neutrino tauonico
2) Quark
– Quark up
– Quark down
– Quark strange
– Quark charm
– Quark bottom
– Quark top
Il secondo gruppo è invece compreso dalle particelle mediatrici delle Forze Fondamentali:
– Fotone
– Gluone
– Bosone W
– Bosone Z
– Gravitone (particella ipotetica non ancora trovata)
Il Modello Standard, però, così come l’ho descritto presentava un grosso problema: non poteva predire la massa della materia. Se le particelle stesse non presentano massa allora anche le loro aggregazioni (atomi, cellule e la materia in generale) non dovrebbero averla, ma a noi è evidente che la massa esiste così come esiste il peso.
Come risolvere il problema?
Ecco che qui entra in gioco il Bosone di Higgs e il perché fu postulato; andava a risolvere il problema della massa.
Nel 1964 Peter Higgs (Newcastle upon Tyne, 29 maggio 1929), fisico britannico, ebbe una geniale intuizione, la quale cercherò di rendere il più chiaramente possibile grazie all’aiuto di un paio di famose analogie – Ricordo però che una analogia serve a semplificare una teoria e non a renderla semplice.
Analogia 1
Immaginiamo quindi una stanza piena di persone dove da un lato abbiamo l’entrata e dal lato opposto il bar. L’intera stanza è, ipoteticamente, il Campo di Higgs. All’improvviso entra una persona poco nota che percorrendo la stanza fino al bar non sarà notata da nessuno ed arriverà molto velocemente alla sua destinazione prefissata. Poco dopo entra invece una persona molto nota e, come è facile immaginare, la sua camminata verso il bar sarà molto più ardua in quanto intorno a lui continueranno a raggrupparsi diversi gruppi di persone per chiedere l’autografo.
Analogia 2
Immaginiamo una pista sciistica (Campo di Higgs) nella quale troveremo sciatori professionisti con sci, sciatori non professionisti con le racchette e persone a piedi. E’ intuitivo che scendendo sempre di più nel dilettantismo le persone saranno maggiormente ostacolate dalla neve rendendo più ardua la loro discesa.
In queste due analogie è importante osservare il Campo di Higgs, ovvero la particella che è onnipresente in tutto lo spazio dell’universo, come se fosse una sorta di melassa che permea tutto: la Particella di Higgs.
Analogamente la persona poco nota e gli sciatori professionisti sono il Fotone e l’Elettrone, ovvero le particelle che non interagiscono con il succitato Campo. Mentre la persona nota, gli sciatori non professionisti e le persone a piedi sono il Muone, Tauone, Bosone W e Bosone Z, ovvero le particelle che interagendo col Campo di Higgs acquisiscono massa.
Ecco quindi spiegata in soldoni la massa; le particelle non l’hanno in sé ma viene acquisita in base la loro interazione o meno col suddetto Campo, il quale pervade l’intero universo.
Il Bosone di Higgs invece non è ne la particella ne il campo ma è l’onda, l’energia, che segnala la presenza della massa. Nell’analogia 1 il nostro Bosone possiamo identificarlo come i vari gruppi di persone che si aggregano intorno al personaggio noto. I gruppi che si sfaldano lasceranno il posto a nuovi gruppi fino al raggiungimento del bar. Questo sfasciarsi e formarsi di gruppi possiamo immaginarli come un’onda che viaggia per la lunghezza di tutta la stanza (Campo di Higgs).
Allo stesso modo, nell’analogia 2, il Bosone di Higgs sarà l’aggregazione della neve intorno al povero sciatore non professionista ostacolato che piano piano scenderà. La sua discesa possiamo immaginarla come un’onda mentre quella dello sciatore professionista come una linea retta,veloce, non ostacolata.
Se fin qui è abbastanza chiaro possiamo procedere ulteriormente.
Perché fu soprannominata la “Dannata particella” (“the Goddamn particle”)?
Beh, semplicemente perché da quando fu postulata nel 1964 non si riuscì mai ad identificarla – sebbene fosse già stata accettata in via teorica nel Modello Standard. Questo però fino al 4 luglio 2012, giorno in cui il CERN ( dal francese “Conseil Européèn pour la Recherche Nucléaire”, ovvero “organizzazione europea per la ricerca nucleare”) annunciò di aver osservato una particella compatibile con il Bosone di Higgs.
Ci vollero 48 anni per scoprire la “Dannata particella” e nel 2013 fu conferito a Peter Higgs il Premio Nobel per la fisica.
L’importanza di tale scoperta in realtà è immensa perché va ad avvalorare ulteriormente il Modello Standard. Ma rimangono ancora un sacco di domande in sospeso:
La gravità, forza con la quale abbiamo a che fare costantemente ogni giorno della nostra vita, perché non è ancora entrata a far parte con sicurezza nel suddetto Modello? In realtà la gravità è una Forza Fondamentale molto riscontrabile alla nostra grandezza, ma è una forza debole, debolissima, alla dimensione dei quanti, per questo il suddetto Gravitone non è ancora stato rivelato, è molto elusivo.
Una curiosità: Fra i più grandi ricercatori e teorizzatori del Gravitone c’è il nostro Carlo Rovelli, il quale è uno dei fondatori della teoria della gravità quantistica a loop, ma di questo ve ne parlerò in un ulteriore articolo.
In conclusione ho un altro paio di domande da lasciare:
Non bisogna dimenticare che il MS non prevede nulla di simile alla Materia Oscura e alla Energia Oscura, eppure i dati sperimentali al riguardo sono “schiaccianti”, di fatti se ne osservano gli effetti – come ad esempio per la Gravità.
Come conciliare quindi una teoria che non prevede un elemento con l’elemento stesso? Dovremmo rivedere il Modello oppure costruirne un altro? E che fine farà allora la acclamata Teoria del Tutto se tutto ancora non riusciamo a spiegarci?
Io non credo però che le conquiste teoriche finora affermate vadano scartate a priori. Piuttosto bisognerebbe pensate forse un Modello diverso, o più ampio. Ad esempio, le particelle-materia come i Quark sono davvero indivisibili? Siamo sicuri che non esista nessun’altra Forza Fondamentale finora magari inosservata? E ancora, possiamo essere certi che solo la Fisica potrà svelare la parte più intima e vera della realtà? O forse la Fisica non è così oggettiva come siamo propensi a pensare? Infondo è un’oggettivazione che parte comunque da delle soggettivazioni.
Percome la vedo io la Fisica è un tassello fondamentale per la nostra ricerca e conoscenza, ma non IL tassello fondamentale. E’ un mezzo, il quale andrebbe usato con saggezza e unito ad altre discipline così da unire il lavoro specialistico e parcellizzato in uno più generale e unitario.
Di seguito vi lascio una fonte dalla quale potrete accedere ad altre per approfondire il tema e il video dove un commosso e toccante Higgs assiste all’annuncio del CERN lasciando al momento una sua dichiarazione.
