Pubblichiamo un guest post di Eleonora Presani
In questi ultimi mesi si è sentito parlare molto dl nuovo progetto dell’istituto CERN, l’LHC (Large Hadron Collider). Nuovo per modo di dire, visto che si lavora per la sua realizzazione fin dagli anni ’80, ma che solo adesso si sta avvicinando a funzionare realmente.
Ci sono stati molti altri esperimenti analoghi nel’ultimo secolo, in Germania (con DESY), Stati Uniti (FermiLab, RHIC e SLAC per citare i più noti) e Svizzera (LEP) per quanto riguarda i più famosi, ma non certo gli unici. Ma perché l’uomo è così tanto interessato a studiare queste particelle e, soprattutto, vale la pena continuare? Cosa c’è ancora da scoprire?
Sembra incredibile, ma più si scopre e più domande sorgono: l’LHC non sarà senz’altro l’ultimo tentativo dell’uomo per approfondire la natura, ma promette di rispondere a molte domande attualmente aperte.
I giornali hanno nominato più volte la Particella di Dio (suscitando anche le ire di alcune file ecclesiastiche, per fortuna placate subito dopo), nome di dubbio gusto scelto dal premio nobel Leon Max Lederman per la particella nota invece come bosone di Higgs. Ma è veramente quello che si cerca all’LHC? Beh, se lo chiedete a qualsiasi persona che lavora in uno dei 4 esperimenti dell’LHC (Atlas, CMS, LHCb, Alice) la risposta sarà no… cioè, si, però che noia!
Il tanto famigerato bosone di Higgs non farebbe che confermare le nostre teorie sul Modello Standard, ovvero la nostra spiegazione dello “zoo” di particelle che descrivono il mondo che ci circonda.
Il tutto nasce con gli studi sulla forza Elettrodebole, ovvero quando si è cominciato a capire che la forza elettrica, magnetica e a radioattività sono effettivamente racchiudibili in una descrizione “unificata”. Questo, però sembrava essere possibile solo a patto che le particelle reponsabili del trasporto di tali forze fossero prive di massa.
Purtroppo si osservò presto che ciò non è vero, infatti sebbene i fotoni, responsabili dell’interazione elettromagnetica, siano privi massa, ciò non si può dire per i bosoni che trasportano l’interazione debole (chiamati W nel caso di quelli carichi e Z per quello neutro).
Per questo Peter Higgs, Jeffrey Goldstone e altri fisici hanno concentrato le loro forze (senza “unificarle” però….) per cercare di spiegare questa contraddizione. Il risultato è che il cosiddetto meccanismo di Higgs permette di assegnare le corrette masse alle corrette particelle, rendendo tutto più semplice da spiegare (qui o qui per i più esperti).
Il problema è che questa particella non è ancora stata osservata sperimentalmente, a causa delle alte energie necessarie per l’osservazione. Per questo, l’LHC spera di poterne finalmente confermare l’esistenza.
L’esistenza del bosone di Higgs, però, non riuscirebbe a spiegare molte altre cose che non sono incluse nel Modello Standard. La Teoria Gravitazionale di Einstein, per esempio, male si sposa con la Meccanica Quantistica, teoria alla base del Modello Standard.
Inoltre, tramite osservazioni astronomiche (WMAP, PLANCK) sappiamo che il nostro Universo è composto solo per il 4% della materia che conosciamo e che ci circonda. Più del 20% è composto di una materia totalmente sconosciuta all’uomo che chiamiamo Materia Oscura.
Più del 70% poi è composto di qualcosa di ancora più ignoto, di cui non conosciamo nemmeno la natura fisica, e che ci limitiamo a chiamare Energia Oscura. La stragrande maggioranza della composizione del nostro Universo, quindi, non può assolutamente essere spiegata dalla “Particella di Dio” o dal Modello Standard in genere. È per questo che i fisici più lungimiranti e ambiziosi sperano che il Bosone di Higgs non sia che la prima e meno importante scoperta dell’LHC, e c’è chi spera addirittura che non si scopra per niente, per arrivare direttamente “al sodo”!
Molto spesso si cerca di spiegare l’importanza dell’LHC e della fisica fondamentale illustrando l’impatto che questa ricerca ha sulla tecnologia e l’innovazione. È senz’altro una ragione i primaria importanza per il mondo e che va messa in luce e sfruttata al massimo, però penso che sia giusto far sapere a tutti quali siano le vere ragioni che spingono la maggioranza dei fisici: capire cosa ci circonda e magari anche noi stessi!
