Al Cern, Istituto nazionale di fisica nucleare travato il Bosone Higgs.

Transcript

1 Nobel per la fisica Englert per scoperta del bosone Higgs. allo scozzese, Higgs e al belga, Al Cern, Istituto nazionale di fisica nucleare travato il Bosone Higgs. Il bosone di Higgs: lo scozzese Peter Higgs, 84 anni, e il belga Francois Englert, 81 anni (il terzo, Robert Brout, è scomparso nel 2011). LA PARTICELLA DI DIO Il belga Englert e il britannico Higgs, ricevono il premio per la comprensione della massa di particelle subatomiche.

2 I due scienziati teorizzarono l'esistenza della particella, negli anni '60, per rispondere all'interrogativo sul perché la materia abbia massa. Lo scorso anno al Cern conferma la sua esistenza del bosone di Higgs. Francois Englert, 81 anni, dell Università di Bruxelles, Peter Higgs, 85 anni, dell'università di Edimburgo, hanno entrambi vinto il prestigioso premio «per la teoria di come le particelle acquisiscono massa». Indipendentemente nel 1964 avevano proposto una teoria poi confermata dalla scoperta del cosiddetto «bosone di Higgs» al laboratorio del Cern, in Svizzera. Lhc, Large Hadron Collider, «probabilmente la più grande e complessa macchina mai costruita dall'essere umano». «Circa 3000 scienziati, Atlas e Cms, hanno gestito l'estrazione della particella Higgs dai milioni di

3 particelle in collisione», équipe due italiani, Guido Tonelli e Fabiola Gianotti dell'istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Infn. Englert, nato a Etterbeek in Belgio nel 1932, e Higgs, nato nel 1929 a Newcastle in Gran Bretagna, riceveranno 8 milioni di corone, pari a 920mila euro, da dividere. COS'E' IL BOSONE DI HIGGS Il bosone di Higgs è una particella elementare, ossia non è composta da altre particelle più piccole. Appartiene alla famiglia, chiamata dei «bosoni di gauge», che comprende anche i fotoni, i cosiddetti «bosoni deboli» W e Z (la cui scoperta valse a Carlo Rubbia il Nobel per la Fisica nell«84), il gluone (che non ha massa, come il fotone) e il gravitone (per il quale non esistono ancora prove sperimentali). Ma come nasce e come 'funziona' il bosone di Higgs, impropriamente chiamato dai media la particella di Dio? Al momento del Big Bang, minuscole particelle superenergetiche si stringevano in ogni goccia dello spaziotempo. Man mano che le gocce si espandevano e si raffreddavano, le particelle perdevano energia. La massa, non esisteva ancora. Cento miliardesimi di secondo dopo il Big Bang, quando la temperatura si era abbassata appena un po', l'universo si ritrovò improvvisamente permeato da un campo, una presenza che si materializzò di colpo proprio come l'acqua che, raffreddandosi, diventa improvvisamente ghiaccio. Questo cambiamento di fase è quello che i fisici chiamano campo di Higgs e che ebbe un effetto incredibile sulle particelle elementari le quali, fino a quel momento, si muovevano alla velocità della luce.

4 Una parte dell'energia delle particelle veniva riconvertita in qualcos'altro. Einstein ha dimostrato che è possibile convertire l'energia e la massa l'una nell'altra e il campo di Higgs conferiva massa alle particelle. I fisici quantistici immaginano che il campo di Higgs sia fatto da piccolissime particelle che trasmettono l'effetto del campo e che si chiamano 'bosoni di Higgs'. Il campo di Higgs non è affatto immobile, le sue fluttuazioni sono provocate da bosoni di Higgs che compaiono e scompaiono. Il risultato è un mare in ebollizione di particelle che si spintonano a vicenda. Quando un elettrone, per esempio, entra in questo campo, attraversa con facilità il mare di bosoni di Higgs. Altre particelle, invece, vengono rallentate maggiormente dai bosoni e, rallentando, convertono molta della propria energia in massa. Più le particelle vengono rallentate dal campo di Higgs, più la loro energia viene condensata in una forma super-concentrata che chiamiamo massa. Il bosone di Higgs spiega dunque come mai tutte le particelle elementari che compongono la materia abbiano una massa e interagiscono formando la materia, anzichè schizzare via alla velocità della luce. La conferma sperimentale della previsione teorica del bosone del 1964 ha richiesto quasi mezzo secolo e il lavoro di più di un migliaio di fisici, oltre alla costruzione del più grande e costoso strumento scientifico mai realizzato, l'acceleratore Large Hadron Collider (Lhc) del Cern (Centro Europeo Ricerche Nucleari) che si sviluppa in un tunnel sotterraneo lungo 27 chilometri. Il bosone di Higgs è stato osservato per la prima volta nel 2012, negli esperimenti Atlas e Cms dell'lhc e la sua scoperta è stata ufficialmente confermata il 6

5 marzo del 2013 nel corso di una conferenza tenuta a La Thile da parte dei fisici del Cern. Basandosi sull'ipotesi che i bosoni di Higgs compaiano e scompaiano, i fisici teorici si erano infatti convinti che fosse possibile con un esperimento scientifico creare e distruggere bosoni. È stato questo uno dei compiti principali svolti dall'lhc del Cern di Ginevra: i fisici ritenevano che l'energia scambiata da due protoni che si scontrano frontalmente alla velocità della luce avrebbe potuto portare alla creazione di bosoni di Higgs (in realtà, per ogni protone, sono le interazioni dirette di gluoni e quark, che costituiscono i protoni, che possono creare i bosoni di Higgs). Il bosone di Higgs, una volta prodotto, si disintegra immediatamente in coppie di particelle che però i fisici sanno riconoscere: l'individuazione di queste particelle è stata la prova definitiva che il bosone di Higgs non è solo una supposizione teorica e che è stato aggiunto un altro mattone fondamentale alla nostra conoscenza dell'universo. Il Large Hadron Collider è stato spento all'inizio di quest'anno e rimarrà inattivo fino al 2015 a causa di importanti lavori di rinforzo dei dispositivi di sicurezza.

6 CONTRIBUTO ITALIANO Tra le scoperte degli ultimi anni, la scoperta del bosone di Higgs, annunciata nel luglio 2012 al Cern di Ginevra, rende Peter Higgs uno tra i possibili candidati al Nobel per la Fisica Ma quella della caccia al bosone di Higgs ricorda in una nota l'istituto nazionale di fisica nucleare - è anche la storia di un impresa scientifica europea in cui i fisici italiani hanno avuto un ruolo di primo piano, dai giovani ricercatori ai capi esperimento come Fabiola Gianotti e Guido Tonelli. Con queste parole Anna Di Ciaccio, ricercatrice dell'istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) ha accolto i giornalisti presenti nella sala stampa dell'infn a Roma dove è stata organizzata una diretta streaming per seguire la proclamazione dei premi Nobel per la Fisica.