Crea sito

L’importanza di essere, o non essere, il bosone di Higgs

Peter Higgs.
Credit: University of Edinburgh, Scotland.

A distanza di qualche giorno dal seminario tenutosi il 4 luglio al Cern di Ginevra sulla presentazione dei dati raccolti tra il 2011 e il 2012 dagli esperimenti ATLAS e CMS presso LHC e che hanno portato alla scoperta di una nuova particella (vedasi questo post), ci si interroga sulla possibilità che si tratti, o meno, proprio del bosone di Higgs oppure di una particella più esotica che appartiene, invece, ad una fisica che ancora non conosciamo.

Intanto, bisogna dire che la particella è un bosone scalare, osservato per la prima volta, e che i due valori della massa ottenuti dai rivelatori sono molto vicini. Inoltre, e fatto più importante, i dati sembrano essere consistenti proprio con il bosone di Higgs così come previsto dal modello standard ma prima di arrivare ad una conclusione definitiva occorrerà eseguire tutta una serie di analisi per studiare in dettaglio le proprietà di questo bosone e chiarire la sua identità. Per usare un paragone, possiamo dire che i fisici sono un pò come i poliziotti che stanno dando la caccia ad un ricercato (il bosone di Higgs), di cui hanno solo l’identikit. Anche se l’abbiamo intravisto (i risultati degli esperimenti) e nonostante i suoi tratti sono molto simili a quelli dell’identikit, ad oggi la situazione (i dati) non ci permette di essere certi sul fatto che si tratti proprio del nostro ricercato o se, invece, si tratti di uno o più sosia. La difficoltà del processo di identificazione di questa nuova particella è legata al fatto che non è possibile osservare direttamente il bosone di Higgs. Il bosone di Higgs viene creato nelle collisioni tra protoni e decade in varie componenti in una frazione di secondo. Ora, secondo la teoria delle particelle, ci aspettiamo che il processo di decadimento avvenga in diversi modi e che i tassi di decadimento dipendano dalla massa che assume il bosone di Higgs. Un altro problema è che la massa del bosone di Higgs non è univocamente determinata dalla teoria ma oggi possiamo dire che abbiamo un valore approssimato della sua massa, tra 125 e 126 GeV, che diventerà ancora più preciso man mano che raccoglieremo sempre più dati. Lo stesso Peter Higgs, che ha partecipato al seminario del Cern, ha dichiarato, con un velo di timidezza e qualche lacrima agli occhi, senza tralasciare il senso di humour britannico: “Sono molto felice che tutto ciò accada mentre sono ancora in vita“. Ora la domanda è: se non si tratta del bosone di Higgs, che cosa è questa particella? L’idea che circola è che, forse, potrebbe trattarsi di una sorta di “messaggero” di una nuova fisica che va oltre il modello standard. Si parla di particelle supersimmetriche e perciò potrebbe trattarsi di un bosone di Higgs supersimmetrico. Comunque sia, con i dati che abbiamo attualmente a disposizione è assolutamente impossibile affermarlo. Dunque, per cercare di capire di che cosa stiamo parlando, i fisici dovranno affrontare una serie di calcoli. Prima di tutto, oltre alla massa, bisognerà misurare lo spin della particella, cioè il suo momento angolare intrinseco o, in maniera più semplice, la rotazione della particella. Il modello standard prevede per il bosone di Higgs un valore nullo. La misura di questo e di altri parametri sarà di fondamentale importanza per verificare se entrano, o meno, nel quadro previsto dal modello standard. Tuttavia, per eseguire queste misure occorreranno certamente dei mesi se non addirittura anni. Assumendo che questa particella verrà confermata essere il bosone di Higgs, il passo successivo che dovranno affrontare i fisici sarà quello di spingersi verso regioni inesplorate in termini di energia. Di fatto, gli scienziati sono convinti che al di sopra di un determinato valore di energia ci deve essere qualcosa di nuovo, insomma una nuova fisica che supera lo stesso modello standard: ad esempio, la supersimmetria è una sua estensione. La supersimmetria, che prevede l’esistenza delle cosiddette particelle supersimmetriche, non ancora osservate, potrebbe spiegarci perché esistono in natura due tipi differenti di particelle, cioè i fermioni e i bosoni. LHC ha le caratteristiche giuste per dare la caccia a queste superparticelle la più leggera delle quali si ritiene sia la candidata ideale per formare la materia scura [audio post].

Vedasi anche questo post: Scoperta di un bosone

Argomenti correlati

bosone di Higgs | materia scura | modello standard | superparticelle | supersimmetria

Post correlati

Ti può anche interessare ...