Per fine luglio è attesa la pubblicazione
di una relazione completa relativa alla scoperta della particella “bosone di
Higgs”.
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Il Modello Standard descrive con successo
tutte le particelle elementari che sappiamo esistere e
come esse interagiscono l’una con
l'altra.
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Ma la nostra comprensione della natura è
incompleta. In particolare, il
Modello Standard non riesce a rispondere a una domanda fondamentale: perché la maggior parte di queste particelle elementari hanno masse?
Senza la massa, l'universo sarebbe un
luogo molto diverso. Ad esempio,
se l'elettrone non
avesse massa, non ci sarebbero
atomi. Quindi non
ci sarebbe materia ordinaria come
noi la conosciamo, niente chimica,
niente biologia e nessun popolo. Inoltre, il Sole splende grazie ad una delicata
interazione tra le forze
fondamentali della natura, che sarebbe
completamente stravolta se alcune
di queste particelle-forza non avessero
grandi masse.
A prima vista il concetto di massa non sembra
inserirsi nel Modello Standard della fisica delle particelle. Due delle forze del modello
- elettromagnetismo e la forza nucleare
debole - possono essere descritte da una singola teoria, quella della forza elettrodebole. Gli
scienziati hanno sottoposto la
teoria elettrodebole a molte
prove sperimentali, che ha superato a pieni voti. Tuttavia,
le equazioni fondamentali della teoria
sembrano richiedere che tutte le
particelle elementari siano
prive di massa.
Gli scienziati hanno avuto bisogno di una via
d'uscita da questo dilemma. Fisici,
tra cui Peter Higgs, ha scoperto
un meccanismo che, se aggiunto alle equazioni, permetterebbe particelle che hanno masse. Questo ora è conosciuto come il meccanismo di Higgs. Integrando questo
meccanismo nel Modello Standard
ha permesso agli scienziati di fare
previsioni di quantità, tra cui la
massa della particella più
pesante conosciuta, il quark top.
Fisici sperimentali rilevano questa particella proprio dove le equazioni con il meccanismo di Higgs hanno previsto
dovrebbe essere.
Secondo la teoria, il meccanismo di Higgs funziona
come un supporto che esiste
ovunque nello spazio. Le particelle
aumentano la massa interagendo con
questo mezzo. Peter Higgs ha sottolineato che il meccanismo richiede l'esistenza di una
particella invisibile, che noi oggi
chiamiamo il bosone di Higgs. Il
bosone di Higgs è il componente
fondamentale del mezzo Higgs,
così come il fotone è il componente
fondamentale della luce.
Il bosone di Higgs è la sola
particella prevista dal Modello
Standard che non è stata ancora vista da esperimenti. Il
meccanismo di Higgs non predice
la massa del bosone di Higgs in sé, ma piuttosto una
serie di masse. Fortunatamente,
il bosone di Higgs dovrebbe lasciare un'impronta unica a seconda della sua massa. Così gli scienziati sanno cosa cercare e
sarebbero in grado di calcolare la
sua massa dalle particelle che
vedevano nel rivelatore.
I fisici sperimentali potrebbero trovare che il bosone
di Higgs è diverso dalla versione più semplice che il Modello Standard
prevede. Molte teorie che descrivono la fisica oltre il Modello Standard, come la
supersimmetria e modelli compositi,
suggeriscono l'esistenza di uno zoo
di nuove particelle, tra cui diversi
tipi di bosoni di Higgs. Se uno
qualsiasi di questi scenari dovesse rivelarsi vero, trovare il bosone di Higgs potrebbe
aprire un passaggio verso la scoperta di una nuova fisica, come ad esempio quella delle superparticelle
o della materia oscura. D'altra parte, non trovando il bosone di Higgs al
LHC darebbe credito ad un'altra classe di teorie che spiegano il meccanismo di Higgs in modi diversi.
Fonte: CERN, traduzione di http://press.web.cern.ch/press/background/B01-Higgs_en.html,
