Giornata campale per il mondo della scienza quella del 4 luglio 2012. Il Cern di Ginevra ha confermato l’esistenza del bosone di Higgs. La particella di Dio, come è stata ribattezzata, era stata teoricamente prevista nel 1964 dal fisico britannico Peter Higgs. Straordinaria l’importanza della scoperta: il bosone di Higgs consentirebbe infatti a tutte le altre particelle fondamentali della materia di acquisire una massa. Tremila gli scienziati internazionali coinvolti nei due esperimenti che, attraverso tecnologie differenti, sono giunti al medesimo risultato.
Per capire meglio cosa sia successo di preciso al Cern (Centro Europeo per la Ricerca Nucleare) mercoledì scorso, abbiamo intervistato qualcuno che di queste cose ben s’intende. Nicolas Di Vara, classe 1987, frisino d.o.c. diplomato nel 2006, dopo aver conseguito a pieni voti, la scorsa estate, una laurea specialistica in Fisica delle alte energie, è ora dottorando al Cern.
Con parole semplici: cos’è, di preciso, il bosone di Higgs?
Il bosone di Higgs è una particella elementare di cui era stata ipotizzata l’esistenza nell’ambito del modello standard (il modello che descrive i componenti fondamentali della materia e le loro interazioni), ma mai osservata direttamente in un esperimento. La sua scoperta costituisce una ulteriore conferma della solidità del modello, che peraltro aveva già mostrato le sue capacità predittive in passato, ad esempio con la scoperta del quark top, a Tevatron, nel 1995.
2. Come si può descrivere metaforicamente?
Sono state dette parecchie imprecisioni in questi giorni, e qualche fisico (molto) pignolo non le ha prese sportivamente. Prenderò in prestito (e mi perdoni) le parole del grande fisico teorico John Ellis (poveraccio, si trova ad avere colleghi come me al CERN!), che ha meravigliosamente e semplicemente detto: il bosone di Higgs è un fiocco di neve. Spiego meglio: l’idea è che quando le particelle attraversano il vuoto possono interagirvi oppure no. Quelle che interagiscono acquisiscono una massa, le altre no. Pensa ad una pista da sci, il nostro vuoto. Uno sciatore ci scivola sopra. Una persona con le scarpe da neve affonda pochi centimetri. Un’altra persona, con scarpe normali, affonda completamente. I fiocchi di neve sono il bosone di Higgs, a seconda di come le particelle interagiscono con esso non hanno massa (sciatori), hanno una piccola massa (scarpe da neve), hanno una grande massa (scarpe normali). Poco metaforico, ma efficace! Il bosone di Higgs consente di costruire una teoria coerente con tutte le masse al loro posto.
3. In che misura la scoperta attuale rispecchia le ipotesi formulate da Higgs?
Questo sarà da verificare nei prossimi mesi. Le osservazioni sono sostanzialmente compatibili con un Higgs “modello standard”, con le caratteristiche ipotizzate, e nell’intervallo di massa previsto. Tuttavia sarà necessario qualche mese per una completa caratterizzazione, ed è una delle ragioni per cui LHC (ndr: Large Hadron Collider, l’acceleratore di particelle usato al CERN per le ricerche sperimentali nel campo della fisica delle particelle) resterà acceso per qualche mese in più, prima dello stop tecnico che avverrà l’anno prossimo.
4. Quante volte, in questi anni di ricerche, gli scienziati sono stati ad una passo dalla scoperta?
Sostanzialmente mai. Una sola macchina aveva la capacità di produrlo, il padre (o fratello maggiore) Tevatron, a Fermilab vicino Chicago, oggi ormai spento. Tuttavia essendo una macchina di precedente generazione, non aveva la possibilità di accumulare la statistica necessaria per l’osservazione, cosa che invece a LHC non è un problema.
5. In cosa sono consistiti gli esperimenti?
I due esperimenti che hanno scoperto la particella, CMS e ATLAS, sono un complesso sistema di rivelatori attorno al fascio di LHC. I protoni vengono accelerati nell’anello e fatti collidere in alcuni punti specifici. Queste collisioni provocano la produzione di nuove particelle, tra cui l’Higgs. Intorno a questi punti di interazione vengono costruiti degli strumenti capaci di identificare le particelle e caratterizzarle (tipo, massa, energia, momento). I dati accumulati e processati vengono mandati ai fisici di tutto il mondo che li analizzano con software dedicati.
6. Com’è stata vissuta al CERN questa giornata campale?
Il CERN era letteralmente impazzito in questi giorni! Molti miei amici e colleghi hanno fatto la fila dalla notte prima, per potere sedere nella stanza dove è stata annunciata la scoperta, e, inutile dirlo, l’aria era elettrizzante. Un momento che capita poche volte in trent’anni anni di ricerche, e nessuno vuole perderselo: per una volta la fisica occupa le prime pagine dei giornali.
7. Secondo te, come cambierà ora la ricerca scientifica? Quali nuove frontiere si apriranno?
Difficile dirlo. LHC ha ancora un lunghissimo programma di fisica, alla ricerca di qualcosa che, a differenza dell’Higgs, sia “inaspettato”. La ricerca di particelle e segnature nuove che possano aprire una nuova era nello studio dei componenti fondamentali della materia. Di certo, dopo i molti soldi spesi, un gruppo di persone e di istituzioni di paesi diversi, ma con un unico scopo, dimostrano un’efficienza, una produttività e una straordinaria competenza, che magari farà ricredere qualche maitre a penser di casa nostra. In fondo la ricerca di base, e la sua vestale, la ricerca applicata, ci hanno regalato parecchie soddisfazioni anche nella vita di tutti i giorni: Internet, la PET, i raggi X, i circuiti integrati!
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