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Cos’è il bosone di Higgs?

Nella celebre formula di Einstein E = mc² , la “m” è la massa inerziale della particella. Da un certo punto di vista, questa massa è la quantità essenziale, che definisce che in un certo luogo ci sia una particella piuttosto che il nulla. Nel 1964, i teorici propongono una soluzione a questo rompicapo. Tentativi indipendenti di Robert Brout e Francois Eglert a Bruxelles, di Peter Higgs all’università di Edimburgo, e di altri, conducono ad un modello concreto noto come il “meccanismo Brout-Englert-Higgs” ( BEH). La peculiarità di questo meccanismo è che può dare massa alle particele elementari pur conservando la delicata struttura delle loro interazioni originali. L’aspetto più rilevante è che questa struttura assicura che questa teoria rimanga predittiva anche ad un’energia molto elevata. Le particelle portatrici dell’interazione debole acquisirebbero massa grazie alle loro interazioni con il campo di Higgs, come farebbero tutte le particelle di materia. I fotoni, che trasportano l’interazione elettromagnetica, rimarrebbero invece privi di massa. Prima di sapere cos’è il bosone di Higgs, vediamo cosa è un bosone. I bosoni sono una classe di particelle. Tutte le particelle responsabili delle forze sono dei bosoni: i gluoni, responsabili della forza nucleare forte, i bosoni W e Z, responsabili della forza nucleare debole, il fotone, legato alla radiazione elettromagnetica, il gravitone (se esiste, dovrebbe essere responsabile della trasmissione della forza di gravità nei sistemi di gravità quantistica), l’Higgs, responsabile per la massa (perciò chiamato dai più anche “particella di Dio”) Fermioni e Scalari. A sostenere questa ipotesi sono quattro fisici teorici italiani: Elena Vigiani (dip. di fisica dell’università di Pisa e dell’Infn), Alessandro Strumia (Cern), Francesco Sannino (University of Southern Denmark) e Andrea Tesi (Enrico Fermi Institute di Chicago): quattro giovani scienziati che lavorano in luoghi diversi del pianeta, ma che insieme sono giunti a un unico risultato. lhc, particelle esotiche, adroni, acceleratore di particelle Una tavola delle particelle elementari realizzata nel 2004 per aiutare a capire le relazioni tra particelle. L’ipotesi che il bosone di Higgs non sia un’unica particella, ma il frutto dell’unione di più particelle non è del tutto nuova, ma questa ricerca si discosta dalle precedenti per il tipo di particelle che vengono considerate e per i risultati. Secondo i quattro ricercatori le particelle che si uniscono a formare il bosone di Higgs sono fermioni (una famiglia di particelle che comprende quark, neutrini ed elettroni) e scalari (particelle di massa nulla: sarebbero pura energia cinetica). Nelle ipotesi precedenti, in relazione alla natura dell’Higgs, le scalari non sono mai stete considerate: se esistono, ed è da dimostrare, sarebbe probabilmente possibile spiegare la massa di tutte le particelle fondamentali che si conoscono (spalancando le porte a una valanga di nuove domande…). In pratica, al momento è come essere tornati indietro, al 1964, quando l’ipotesi di Higgs (e di un altro pool di fisici, rimasti relativamente in ombra perché solo il lavoro di Peter Higgs citava la possibile esistenza di un nuovo bosone) aveva bisogno di una prova sperimentale. L’LHC fu costruito proprio per quell’esperimento. Per la caccia alle scalari è necessario un acceleratore più potente dell’LHC, ma se dovessero essere scoperte, affermano gli scienziati, si potrebbe dare una soluzione a problemi cosmologici che oggi appaiono fuori dalla nostra portata, per esempio sulla materia oscura o sulla scomparsa dell’antimateria dal nostro Universo.

fonte: www.focus.it/scienza
fonte: atlas.cern

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