Ho scovato un blog davvero interessante e simpatico. Stavo cercando una spiegazione comprensibile della ‘particella di Dio’ ovvero il bosone di Higgs. Wikipedia non mi ha aiutato molto ma cerca che ti cerca ho trovato ‘Il bosone di Higgs spiegato a Oliver’. Ma chi è costui?
Oliver (che potete vedere nella foto qui sopra) è il cane dell’autore, un fisico che lavora al CERN; è molto curioso e ogni tanto fa delle domande al suo padrone che, con molta pazienza, cerca di rendere l’argomento comprensibile.
Ecco il post sul bosone di Higgs ed ecco il link al blog. Consiglio vivamente la voce ‘Scienza con Oliver’. Illuminante!
Ecco il post:
Oliver è un cane molto curioso, anche se spesso si interessa con costanza solo a quello che può essere nascosto dietro un cespuglio, sotto un cuscino o nella mia tasca. Ogni tanto però nelle nostre passeggiate mattutine mi sorprende con domande che mai mi sarei aspettato da un salsiccio-meticcio come lui. Me le fa di solito di mattina presto, e normalmente non c’è nessun altro oltre a me ad ascoltare. Oliver è un cane piuttosto riservato.
L’altra mattina Oliver mi ha chiesto dove trovo i soldi per comprargli i biscotti. Gli ho spiegato che lavoro al CERN per un esperimento di fisica che tra le altre cose cerca una particella chiamata bosone di Higgs. Di solito si accontenta, ma doveva essere particolarmente concentrato perché ha insistito chiedendomi: “che cos’è il bosone di Higgs?”.
Aiuto, qui devo iniziare da lontanissimo. O forse no, Oliver in fondo è un cane intelligente (insomma, forse non proprio intelligente, ma almeno sveglio. Insomma, è un cane, no?). Allora, gli ho detto, hai presente la tua ciotola dell’acqua? Dentro c’è appunto dell’acqua, e un tempo si pensava fosse tutto li. L’acqua è acqua. Poi qualcuno h cominciato a chiedersi che cosa avrebbe trovato affettando l’acqua (o qualunque altro materiale) in pezzi piccolissimi. Avrebbe trovato sempre acqua, o qualcosa di più fondamentale che componeva l’acqua? E si sarebbe fermato a un certo punto? Si iniziò separando le molecole, poi affettando ancora più a fondo si scoprì che anche una molecola d’acqua è un composto, formato da un atomo di ossigeno e due di idrogeno (Oliver conosce la chimica, e fin qui non fa domande). E gli atomi? Sminuzzando pure loro li si scoprì composti da un nucleo attorno a cui orbitavano delle particelle chiamate elettroni, e nei nuclei delle particelle chiamate protoni e neutroni. Non tanto tempo fa si arrivò ad affettare ancora di più (il verbo “affettare” piace molto a Oliver, gli ricorda il macellaio e si solito inizia a sbavare), per scoprire che anche protoni e neutroni sono dei composti fatti da particelle ancora più elementari, i quark.
Bene, per farla breve, oggi gli scienziati pensano che tutte le cose siano fatte dalle particelle che vedi in questo disegnino, i quark e i leptoni, che si combinano tra loro come in un gioco delle costruzioni (un protone per esempio è costituito da due quark up e un quark down, un neutrone da due quark down e un quark up). Questi costituenti elementari si parlano scambiandosi delle altre particelle “messaggere”, che sono i fattorini delle forze fondamentali della natura: il fotone (la luce in tutte le sue forme) trasporta la forza elettromagnetica, che è quella responsabile di tutta la chimica e le interazioni di tutti i giorni; i gluoni scambiano la forza “forte”, che tiene insieme i quark e i nuclei degli atomi; le particelle W e Z si occupano di scambiare la forza “debole”, che è quella responsabile della radioattività. Hai ragione, c’è anche la gravità, che però meriterebbe in discorso a parte che facciamo un’altra volta, d’accordo? Bene, mi dirai tu, dunque gli scienziati sano tutto, abbiamo tutti gli ingredienti della materia e pure i collanti per tenerla insieme: non siete soddisfatti? No, non del tutto.
Vedi, la teoria che descrive i componenti fondamentali di tutte le cose (la chiamiamo il Modello Standard, ed è stato formalizzato negli anni ‘70 del secolo scorso) funziona veramente molto bene, ma ha un piccolo difetto: sostiene che le particelle non dovrebbero avere massa. Capisci? Nessuna massa, particelle senza peso! E’ un bel controsenso, perché noi sappiamo benissimo che le cose hanno massa, e dunque ce l’hanno le particelle che le compongono. Il problema è che se aggiungiamo “a mano” nella teoria la massa delle particelle, le equazioni vengono distrutte e non funzionano più (i fisici teorici dicono che l’invarianza di gauge della teoria non era rispettata). Un bel dilemma, no?
Già, ma come fare a provarlo? Il signor Higgs andò oltre nei suoi calcoli e notò che se la sua ipotesi era vera, allora questa sorta di melassa cosmica, oltre a dare massa alle particelle, ogni tanto doveva anche raggrumarsi su se stessa, dando vita una nuova particella che venne battezzata bosone di Higgs. Ecco, il bosone di Higgs, se esiste, è il condensato di questo campo che pervaderebbe tutto e sarebbe il responsabile della massa di tutte le altre particelle. Capisci adesso perché lo cerchiamo? Se riuscissimo a vederlo avremmo la prova che la teoria del signor Higgs è esatta, e dunque una spiegazione del perché tutto ha una massa. Mica pizza e fichi! E poi pensa che potrebbe anche essercene più d’uno: la melassa cosmica potrebbe essere un miscuglio di più gusti, per cui potremmo avere grumi dal sapore diverso.
Allora sei soddisfatto? Si, capisco bene che adesso avresti altre mille domande: come siete arrivati a scoprire tutti i mattoni fondamentali della materia? Come cercate di vedere questo misterioso bosone di Higgs? E se non lo trovate, non è un bel problema? E perché l’altro giorno ti sei eccitato tanto? Risponderò a quest’ultima: l’altro giorno sono saltato sulla sedia perché un esperimento americano (si chiama CDF, e lavora su un acceleratore chiamato Tevatron vicino a Chicago) ha annunciato che forse aveva visto una debole traccia del bosone di Higgs, o meglio di uno dei bosoni di Higgs millegusti-più-uno a cui accennavo prima. Niente di ancora sicuro, ma insomma, almeno da drizzare le orecchie.
