8 Ottobre 2013 – Peter Higgs e François Englert ricevono, come ampiamente pronosticato, il premio Nobel per la Fisica. Ormai è noto a tutti che il loro grande merito è quello di aver teorizzato l’esistenza di una particella, e relativo campo, in grado di conferire la massa alle alle particelle. Il fantomatico Bosone di Higgs! …. non ci avete capito niente? Bene, allora andremo per gradi. Poiché la prima impressione è quella che conta, ho deciso di scrivere in bianco le parole brutte e complicate. Ogni volta che vedete una parola poco visibile fermatevi, fate un bel respiro, tappatevi il naso ed evidenziate. Il trauma sarà alleviato. Beh, pronti? Via!

Chiariamo cos’è un Bosone

Una particella in meccanica quantistica può avere tante caratteristiche: lo spin, l’energia, il momento angolare, la posizione, la quantità di moto ecc.. Tutte queste caratteristiche detta molto brevemente formano lo stato quantico: una specie di curriculum dove sono scritte tutte le proprie qualità. Dividiamo ora le particelle in due categorie:

1. I Fermioni, ossia quark leptoni adroni mesoni e provoloni, oltre a tanti altri oggetti. In effetti tutta la materia è fatta di fermioni. Non possono starcene due insieme in uno stesso stato quantico
2. I Bosoni. Questi sono gli schiavetti che fanno sì che le particelle e le forze interagiscano tra loro correttamente tramite il proprio campo di appartenenza. In uno stato quantico possono starcene più di uno. La nostra particella sta dunque qui, e il nome tecnico è “mediatore della forza”.

Bosoni: tutti hanno caratteristiche simili, stanno tutti sulla stessa barca

I fermioni simili tra loro preferiscono stare separati in diversi stati quantici

Perché quello di Higgs è figo più degli altri

Esistono sono diversi tipi di bosoni, ma quello di Higgs sembra avere qualcosa di speciale. In effetti, secondo lo Standard Model (SM) fino ad un anno fa mancava l’evidenza scientifica di una particella che potesse conferire la massa a tutte le altre. O meglio, non si trovava il campo attraverso il quale le altre particelle interagiscono in maniera da rendersi massive diversamente tra loro. Bisognava cercare qualcosa che potesse riprodurre la cosiddetta rottura spontanea di simmetria: si è arrivati dopo calcoli, ipotesi ed esperimenti al campo di Higgs. Più una particella ci interagisce, più sente resistenza, più ha massa. Chi non interagisce con il campo non ha massa, quindi non può essere accelerato o rallentato e viaggia costante alla velocità della luce. Il classico esempio è dato dai fotoni. Massa=zero, velocità=c.

A sinistra, un fermione immerso in un campo di Higgs, con cui sta interagendo. A destra, un fotone che non interagisce con il campo.

E mo’?

Ora che siamo arrivati a sta benedetta particella, la ricerca è finita? Ovviamente NO, siamo solo agli inizi.Come lo eravamo 80 anni fa, e come lo saremo tra 100. Tralasciando che non si sa ancora se esistono più tipi di bosoni di Higgs e se quello che abbiamo trovato è veramente quello che cercavamo, il fighissimo e avanzatissimo Modello Standard ha almeno tre grosse pecche nella sua formulazione.

•  Non ha idea di cosa sia la materia oscura. Sappiamo che un corpo più ha massa e più ne attrae altra, compattandosi sempre di più. Per le galassie vale la stessa cosa, però secondo le osservazioni si comportano come se avessero molta più massa di quella che effettivamente misuriamo. Da qualche parte ci dev’essere della materia oscura, non rilevabile da alcun tipo di telescopio, che si diverte a far sballare i calcoli agli astrofisici.
• Non spiega perché c’è tanta materia ma pochissima antimateria nello spazio. Avete presente come funzionano i motori delle navi di Star Trek? Si? NEEEERRRDD! Per gli altri, sappiate che se della materia e dell’antimateria vengono a contatto si annichiliscono, causando un’esplosione. Se quest’ultima è controllabile (e no, non lo è a grandi livelli) allora si potrebbero produrre enormi quantità di energia. Il problema? L’antimateria è un po’ costosa da fabbricare, circa 25.000 miliardi di dollari al grammo.
• I mitici animaletti da compagnia della Gelmini, ossia i neutrini, pur essendo migliaia di volte più leggeri di un elettrone, hanno comunque una massa, ma secondo lo SM no!

Insomma, abbiamo capito che c’è ancora tanto da scoprire, ora e nel futuro. La ricerca non si fermerà mai, anche perché probabilmente è impossibile arrivare alle fine del percorso. Dritti verso l’ignoto, questa è la strada da percorrere. per quanto tempo? Chissà, forse per sempre.