Vogliamo provarci? Si parla tanto della particella di Dio, del bosone di Higgs, della particella che manca ancora all’appello, ma che deve esistere se vogliamo dare senso alle teorie più sofisticate della fisica della materia. Si stanno facendo scontrare particelle sempre più veloci ed energetiche per crearlo in laboratorio, ma ancora niente… Sì, va bene, ma che cosa è, e perché è così importante? Cerchiamo di descriverlo, rimanendo, però, con i piedi per terra senza abbandonare la “semplicità”.

Non molto tempo fa si pensava che le particelle più piccole della materia fossero gli atomi. Poi si è scoperto che anch’essi erano formati da particelle ancora più elusive: i protoni (positivi), gli elettroni (negativi) e i neutroni (neutri). Questa visione non è durata molto. Oggi sappiamo che esistono particelle ancora più piccole che si uniscono insieme come in un microscopico “Lego” per formare tutta la materia. Non solo, esse mantengono contatti fra di loro e si mandano segnali di riconoscimento, recapitati da altre particelle che svolgono il lavoro di “postino”. Questi postini sono in grado di fare viaggiare le forze fondamentali: il fotone quella elettromagnetica, il gluone la forza forte, quella che tiene uniti i nuclei atomici, le particelle W e Z trasportano la forza debole, quella che crea la radioattività, i gravitoni (che ancora non abbiamo individuato) la forza di gravità. Un bel gioco di scambi di cortesia, di altruismo e di collaborazione. Sembrerebbe che tutto sia perfetto e che i modelli teorici siano soddisfatti dagli esperimenti che si svolgono nei giganteschi acceleratori di particelle.

Particelle elementari

Purtroppo non va tutto bene, anzi… Le equazioni sono confermate, le ipotesi verificate, ma resta un grosso problema: affinché tutto torni perfettamente, le particelle che abbiamo descritto prima NON dovrebbero avere massa. Ma se loro non avessero massa non ce l’avrebbero nemmeno gli atomi, le molecole, gli esseri umani, i pianeti, le stelle, ecc. Questo è proprio un controsenso. Purtroppo non c’è niente da fare. Le equazioni funzionano perfettamente solo con massa uguale a zero.

Cosa è meglio fare per risolvere questo dilemma terribile? Dire che tutto il modello che si è creato finora è carta straccia e con lui tutte le equazioni e le teorie, spesso e volentieri confortate dalle osservazioni? Sarebbe veramente un’assurdità e uno smacco terribile. Seguire l’esempio del grande Gino Bartali: “Gli è tutto sbagliato, gli è tutto da rifare”? No, impossibile che la Natura ci abbia preso in giro così duramente e che noi abbiamo creato un castello di carte e niente più.

Esiste, però, un’alternativa a questa sconfitta senza onore: ammettere che le particelle NON abbiano massa e che questa venga acquisita interagendo con l’esterno. Peter Higgs sollevò questa soluzione negli anni ’60 e costruì una teoria che sembrava anche avere una logica estremamente stimolante. Egli prospettò la seguente descrizione: “Va bene, le particelle non hanno massa propria. Che male c’è? Possono sempre recuperarla per … strada. Come? Basta ipotizzare che l’Universo sia permeato da un campo che esista ovunque, come una specie di olio cosmico, che le particelle devono attraversare. Un po’ come cadere nell’atmosfera oleosa e densa di Venere. Le particelle verrebbero frenate a seconda delle loro caratteristiche. Qualcuna di più, altre di meno. Questo freno, una specie di attrito, stabilisce la “massa” della particella. Più vengono rallentate, più massa hanno. O qualcosa del genere, insomma (non prendete ovviamente per oro colato le singole parole, ma solo il concetto generale…).

Mica male, eh? In questo modo le equazioni sono perfettamente rispettate. Si può tirare un sospiro di sollievo. Sì, sì, tutto bene. Tuttavia, Peter Higgs era un grande scienziato, ma credere ciecamente alle sue ipotesi è un po’ esagerato. Ci vogliono delle prove. Già, ma come trovarle?

Higgs continuò nei suoi calcoli e si convinse (e convinse anche molti altri) che, sebbene non si riuscisse a osservare il campo frenante, quella specie di olio cosmico che determina la massa, ogni tanto deve creare dei “grumi”. In altre parole, lo stesso olio si dovrebbe condensare e formare particelle del tutto particolari, i bosoni di Higgs, appunto.
Non è facile crearli in laboratorio, sempre che esistano e che Higgs abbia ragione, perché l’energia necessaria non può essere ne poca né troppa. Al CERN sembra che si sia vicini al raggiungimento delle condizioni ideali per vederlo formare. Ogni tanto arrivano notizie da altri acceleratori che sembrano dare speranza. Che dire ragazzi…Incrociamo i diti!!

Ah… non cominciate a dirmi che sono stato troppo coinciso e poco preciso. Lo so, lo so… Cerchiamo di accontentarci !

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Professore ordinario di Astrofisica, oggi in pensione. La sua specializzazione è stata la Planetologia e, in particolare, i corpi minori del Sistema Solare. E' stato uno dei "pionieri" dello studio fisico degli asteroidi negli an ... pagina autore

I 40 commenti di questo articolo sono in sola lettura poichè precedenti al nuovo restyling del portale. Iscriviti al Forum di Astronomia.com ed entra a far parte della nuova community!

  1. Penso che questa spiegazione sia perfetta, arriva bene ovunque, non solo a chi già sa. E poi chi già sa non ha bisogno di sapere cose già sapute, quindi spiegazione ottima!! ;)

    Ok, adesso spiegami il mio commento. ;)

    A parte gli scherzi, ottima spiegazione, davvero grazie. ;)

  2. Enzo, che dire…. Sono stufissimo di farti i complimenti… Non riesco a trovare un modo nuovo!! :lol:
    Vediamo un po’ che mi esce dal cappello….
    Dunque, se le particelle acquistano massa nel campo di Higgs, vuol dire che questo campo rappresenta l’energia del cosmo…. C’è una bella somiglianza con la famosa energia oscura, non trovate? :roll:
    E se a ogni particella corrispondesse una dimensione o una proprietà dello spazio? O, meglio ancora, se a ogni particella corrispondesse un particolare tipo di vibrazione di una stringa? :shock:
    E che accade alla materia, quando lo spazio si avvolge attorno a un buco nero? :???:
    Oddio…. Comincia a girarmi la testa…. Mi sa che mi sono lanciato troppo… :mrgreen:

  3. Sono daccordo: spiegazione semplice ma efficace. E ora vediamo cosa ci dirà LHC: siamo all’alba di eccitanti scoperte, o almeno si spera…

  4. Grande Enzo! Anche con questo articolo sei riuscito a spiegare con chiarezza un argomento di per se molto complicato…

    PS Ma questo “olio” ricorda solo a me il famoso etere? Vuoi vedere che ci avevano azzeccato, anche se l’approccio era dovuto ad altri motivi… :mrgreen:

  5. Spiegazione semplice ed ineccepibile caro Enzo, vuoi vedere che hanno ragione Luca ed Andrea: a volte ritornano ! Le spiegazioni dei primi scienziati-filosofi erano molto vicino alla realtà, in modo semplice ed involontario avevano già chiaro molte cose pur non sapendole veramente spiegare.
    Red, preparatissimo, ci stà lanciando nel futuro: unifica la Teoria delle stringhe con la Teoria diciamo standard. Forse è vero i buchi neri potrebbero darci alcune soluzioni ma come fare senza essere …risucchiati. Oddio sto’ delirando anche io… sto’ entrando nel vortice…a presto, spero,…Higgs…Higgs…Higgs…Higg…Hi…H…….

  6. Grazie per il chiarissimo articolo, mi mancava per staccarmi dalla perfetta costruzione “planetaria” dell’atomo!
    Chiederei solo una precisazione per avere la certezza di essere sulla strada giusta. I quark esistenti in natura (al di fuori degli accelleratori) sono solo gli up e i down?

  7. hanno fatto un documentario sul bosone giusto giusto 2 settimane fa..c’erano gli scettici che l’acceleratore in svizzera avrebbe scatenato la formazione di buchi neri….
    cmq chi ha parlato nel documentario è stato il prof brian fox

  8. grazie ragazzi….
    come al solito Red si è avvicinato al passo successivo, anche se le stringhe aprono ancora nuovi orizzonti. Dire che qualcosa esiste in natura o in laboratorio non è esatto. Meglio dire che con i laboratori si cerca di simulare ciò che in natura è avvenuto o avviene in condizioni estremamente particolari. Infine sono d’accordo che gli antichi intuivano molto…. l’etere forse aveva un altro significato, ma oggi potremmo benissimo ricondurlo al campo di Higgs, e non solo… Sulla materia oscura e sull’energia oscura che dire? In realtà anche loro sono forme di energia e materia che interagirebbe con quelle conosciute, sempre che esistessero. Forse si, e allora le particelle aumenterebbero ancora e ancora… Forse il nostro angolo di visuale è ancora troppo limitato. Perchè non dire che la teoria delle stringhe sta a quella della relatività come quest’ultima sta a quella di Newton. Modi imperfetti di avvicinarci alla realta. ma perfetti fino a che ci si limita a dimensioni limitate. Accidenti anch’io sto andando in “tilt”…. :shock: Comunque….che meraviglia la natura e i suoi continui dilemmi!