Inizio questa rubrica segnalandovi un articolo riguardante il famigerato bosone di Higgs riportato da alcune importanti testate come La Repubblica:
http://www.repubblica.it/scienze/2011/04/25/news/forse_scoperto_bosone_higgs-15366996/
Il bosone di Higgs è l’unico tassello mancante del Modello Standard ovvero del modello ufficiale delle particelle elementari (e quindi della fisica fondamentale del mondo quantistico). Tale particella è stata teorizzata da vari fisici (e non solo Higgs) negli anni 70′ per giustificare il fatto che le particelle che noi osserviamo in natura e quindi tutto cio’ che ci circonda possiede una massa.
Massa qui è intesa in senso classico, quindi essa è proprio la massa newtonianamente intesa (principio di inerzia ecc.).
Perche’ richiedere che una particella sia la causa dell’esistenza della massa? Cio’ è dovuto al fatto che tutta la modellistica matematica che descrive il mondo quantistico dei campi, predice, per come è costruito, che tutte le particelle della natura (sia materia sia luce), abbiano massa nulla.
Questo fatto ovviamente è in contraddizione con le osservazioni empiriche (e non) che possiamo osservare anche ad occhio nudo, ecco allora che occorre un nuovo “pezzo” da aggiungere al Modello Standard per renderlo completo e non contraddittorio.
Secondo tale approccio le altre particelle, assorbendo la particella di Higgs, acquisterebbero una propria massa caratteristica. Tale meccanismo viene chamato rottura spontanea di simmetria ed è difficile spiegarlo in poche parole.
Grossolanamente di puo’ dire che siccome le simmetrie (di gauge) sono il cuore su cui si basa il Modello Standard ed essendo queste simmetrie “esatte” per produrre “l’imprevisto” (ovvero la comparsa del termine di massa nella teoria) ci deve essere un campo quantistico, che, nel gergo della fisica teorica, equivale a dire: ci deve essere una nuova particella che rompe le simmetrie di gauge.
Ora questa particella di Higgs ha della caratteristiche molto peculiari, tipo la massa (anche lei ha una massa intrinseca!), spin 0, ecc. Quindi l’LHC deve sondare tutto lo spettro di energie in cui (secondo i conti) dovrebbe trovarsi il bosone. Una sua confutazione richiederebbe la revisione di tutto il Modello Standard. Se non si trovasse veramente dubito molto che dovremmo buttare nel cestino il suddetto modello, poiche’ è altamente predittivo (è in perfetto accordo con la stragande maggioranza dei dati sperimentali) ed è matematicamente molto bello (e io direi abbastanza minimalista), quindi la massa dovrebbe nascere da qualche altro meccanismo.
Si sono sviluppate nel corso degli anni molte proposte alternative, tipo il technicolor (per esempio sembrerebbe che la nuova particella del Fermilab sia piu’ imparentata con quest’ultima teoria che ho citato) e altri modelli che non richiedono l’Higgs.
Personalmente io credo che il meccanismo di Higgs sia solo uno dei tanti modelli e scommeterei che non sia neanche quello giusto, quindi sono abbastanza scettico sulla notizia riportata dal sito internet di La Repubblica. Un altro fatto per cui sostengo questa mia ipotesi è che i neutrini (le particelle massive più leggere che noi conosciamo attualmente) sono gia’ fuori da questo quadro fisico poiche’ essi possiedono massa non nulla, ma secondo la teoria l’Higgs non puo’ dare massa a queste particelle neutre.
Ormai da oltre 10 anni si è osservata l’oscillazione dei neutrini, ovvero si è osservato che la loro massa oscilla e cambia periodicamente con il tempo (proprietà che era stata già teorizzata da Bruno Pontecorvo molti anni fa). Tale fenomeno di oscillazione dei neutrini, che è un fenomeno ancora da capire, richederebbe un articolo tutto per se, ma per ora sorvoliamo.
Quindi, in sostanza, la teoria del bosone scalare non riesce a spiegare la massa di tutte le particelle note e quindi, personalmente, la vedo come una teoria incompleta, un po’ messa a mano in quanto per verificarsi richiede un potenziale di auto-interazione che deve essere, gergalmente parlando, messo proprio a mano, a differenza dei campi di gauge (gli altri bosoni del modello) che nascono da ben piu’ eleganti principi di simmetria.