Cominciò tutto così…

di Giorgio Parisi e Antonello Polosa | da il Manifesto

higgsdecadImmaginate di dover attraversare una grande stanza affollatissima da persone accalcate tra loro. Troverete molto faticoso passarci attraverso, dovendo spingere per farvi largo nei pochi interstizi disponibili, faticoso più o meno come se aveste dovuto attraversare la stessa stanza, vuota ma portando addosso una pesante zavorra. Bene, si pensa che l’Universo sia pervaso da un campo forze che, come una stanza affollata, rallenta le persone, ovvero, fuori dalla metafora assegna a ciascuna particella elementare una zavorra, quella che chiamiamo massa.

Le particelle elementari (protoni, neutroni, elettroni, neutrini etc…) sono i mattoni fondamentali dell’Universo che conosciamo e, come mattoni, hanno ciascuno una massa che possiamo misurare. Schematicamente, i fisici immaginano così il meccanismo da cui deriva la massa delle particelle. Ma possiamo provare l’esistenza di questo campo?

Torniamo all’esempio della stanza affollata. Le persone che la popolano chiacchierano molto ed interagiscono fra loro. Supponete di essere ad un capo della stanza e di comunicare, alla persona più vicina a voi, una qualche scabrosa notizia, a bassa voce. Il vostro vicino tenderà a riferirla a un gruppetto di suoi vicini raccogliendoli stretti intorno a sé. E questi faranno qualcosa di simile a loro volta. Nessuno si sposta dalla sua posizione, ma la notizia circola, agglomerando in sequenza piccoli gruppi d’interessati che la riferiscono in sordina.

Se guardaste la scena dall’alto vedreste qualcosa come un addensamento di teste vicine propagarsi attraverso il mare di persone. Da questa prospettiva risulterà chiaro che il grappolo stesso fatica a farsi strada nella stanza, come se fosse appesantito anch’esso da una zavorra, la sua massa.

Al Large Hadron Collider (Lhc) di Ginevra si lavora per cercare la prova dell’esistenza del «campo di Higgs», dal nome di uno dei fisici che ha proposto nel lontano 1964 il suddetto meccanismo che conferisce la massa alle particelle elementari. Questa prova è data dalla presenza della particella (o bosone) di Higgs (l’addensamento che si propaga nel campo) lasciando traccia della sua effimera esistenza nei grandi apparati di misura che scrutano nei prodotti delle collisioni frontali di protoni.

Oggi, dopo una lunghissima attesa durata tutti gli anni che sono serviti per costruire Lhc e i suoi complicatissimi «occhi» (Atlas e Cms), Fabiola Gianotti e Joseph Incandela, i portavoce di questi due esperimenti, hanno annunciato la scoperta di una particella, con una massa circa 125 volte quella del protone, che sembra essere un formidabile candidato al ruolo di particella di Higgs. Questa scoperta corona un percorso durato una cinquantina d’anni che aveva lo scopo di capire l’origine delle forze tra le particelle elementari e la loro massa.

Molti fisici erano pronti a scommettere che la particella di Higgs dovesse esistere: la teoria aveva avuto molte altre conferme sperimentali che sfortunatamente erano tutte indirette. Tuttavia c’è una differenza fondamentale tra credere nell’esistenza di una particella e nel dimostrarne sperimentalmente l’esistenza.

Fino ad oggi era sempre aperta la possibilità che l’accordo della teoria con gli esperimenti fosse stato solo casuale e che la scoperta della «non esistenza» del bosone di Higgs avrebbe fatto cascare questa costruzione come un castello di carta.

Così non è stato: con la scoperta del bosone di Higgs si chiude un lungo capitolo della fisica: rimane da dimostrare sperimentalmente se l’attuale teoria descriva accuratamente tutti i fenomeni osservabili a Lhc o, se al contrario, la teoria debba essere modificata o arricchita. Staremo a vedere!