L’hanno trovato?

Da qualche settimana girava in rete la notizia della  possibile scoperta del famigerato bosone di Higgs. Ieri (13 Dicembre) ATLAS e CMS, che sono i due esperimenti del CERN di Ginevra, hanno ufficialmente indetto una conferenza  per annunciare la sua non scoperta.

Andiamo con ordine.

Piu’ o meno negli anni ’70 i fisici sono riusciti  a formulare una teoria che descrive in modo molto accurato come interagiscono tra di loro i costituenti fondamentali della materia, la teoria conosciuta con il nome poco fantasioso di “Modello Standard” (dare nomi cool alle teorie/particelle e’ un passatempo piu’ recente).  Sorprendentemente  risultati sensati si poteveno ottenere solo assumendo che le particelle non avessero massa. Decisamente un bel problema!  Il primo importante passo verso la soluzione la trovo’ Yoichiro Nambu insieme a  Giovanni Jona Lasinio (tra l’altro per questa scoperta Nambu vinse il premio nobel per la fisica nel 2008) e poi l’idea fu perfezionata  da  altre persone tra cui Peter Higgs. In soldoni, l’idea fondamentale e’ che la massa non sia un proprieta’ intrinseca delle particelle elementari, come ad esempio la carica elettrica, ma nasca attraverso l’interazione con il bosone di Higgs. I dettagli tecnici di tutta questa faccenda sono assai complicati, ammetto che, nonstante un Ph.D. in fisica delle particelle, non sono sicuro di aver capito al 100% tutti i dettagli. Quindi il bosone di Higgs e’ importante per due motivi: e’ quello che definisce una proprieta fondamentale di tutte le altre particelle (la massa appunto) ed e’ molto difficile da osservare.

Ma l’Higgs e’ proprio l’unica soluzione?

In effetti no, anzi potrebbe anche darsi che il bosone di Higgs non sia neanche una particella fondamentale ma sia composita o che sia una “conseguenza” del fatto che il nostro spazio non sia quadridimensionale. E’, pero’, la soluzione piu’ semplice ed e’ quella che fino ad ora si “incastra” di piu’ con gli altri esperimenti fatti finora.

Come si cerca  il bosone di Higgs?

Si accelerano e si fanno scontrare tanti protoni alla giusta energia, come si fa al CERN,  e si spera che in queste collisioni si produca il nostro amico che “vive” per qualche istante e poi si “trasforma” in altre particelle; ad esempio coppie elettrone/positrone  o fotoni (in gergo si dice che il bosone di Higgs decade ) che poi vengono rilevate dagli esperimenti ATLAS o CMS. Sfortunatamente quando ATLAS (o CMS)  rivela una di queste coppie di particelle non sa se e’ dovuta al decadimento dell’Higgs o a qualche altro fenomeno del Modello Standard gia’ noto. Quello che si cerca e’ un picco nella produzione di coppie di particelle che sarebbe appunto “sintomo” della produzione dell’ Higgs. (A voler essere pedanti la produzione di coppie e’ solo una delle possibili firme ).

Quindi?

Quindi e’ proprio questo il senso della press release del CERN. ATLAS e CMS hanno osservato qualcosa  ma non sono ancora sicuri se l’effetto sia dovuto proprio al bosone di Higgs o a qualche fluttuazione statistica. Quello che possono dire e’ che,  se e’ fenomeno e’ dovuto al bosone di Higgs, avra’ una massa circa 125 volte quella del protone. Al momento pero’ non ci sono abbastanza dati per gridare alla scoperta.

In conclusione, e’ stato scoperto il bosone di Higgs? No, ma probabilmente  stanno/stiamo guardando nella direzione giusta.