fbpx E se la particella non fosse il bosone di Higgs? | Scienza in rete

E se la particella non fosse il bosone di Higgs?

Primary tabs

Tempo di lettura: 3 mins

La scoperta del bosone di Higgs rappresenta uno straordinario successo della scienza moderna e della tecnologia ad essa associata. Essa conferma, in particolare, la validità della ricerca scientifica in fisica teorica e sperimentale, e costituisce un importantissimo passo in avanti nella comprensione dei costituenti e delle forze fondamentali della natura. È una grandissima conquista per l’umanità intera che alcuni scienziati, non solo Higgs ma anche Englert e Brout, abbiano predetto quasi cinquant’anni fa, sulla base di considerazioni squisitamente teoriche, l’esistenza di questa particella, e su tale teoria sia stato elaborato il cosidetto "Modello Standard" (MS) delle particelle elementari; che per quasi quaranta anni siano stati costruiti, superando ogni sorta di difficoltà tecnologiche, strumenti di misura via via più sofisticati, che hanno portato a scoperte fenomenali confermando tutti gli aspetti principalidel MS, dalle correnti neutre ai portatori delle forze deboli, responsabili della radioattività; che riunendo una comunità di migliaia di fisici e tecnologi da tutto il mondo sia stato costruito il "Large Hadron Collider" (LHC), un’opera da circa 10 miliardi di euro, per trovare la particella di Higgs, l’ultimo e il più elusivo degli elementi costitutivi del Modello Standard
Questa particella, e le sue proprietà, sono inoltre fondamentali alla comprensione dell’universo che ci circonda, e tutti noi speriamo che si aprano rapidamente nuovi orizzonti che ci permettano di spiegare i tanti interrogativi ancora irrisolti.

Al di là della giusta soddisfazione, questa scoperta, tuttavia, rischia di lasciare per lungo tempo la ricerca in fisica su un binario morto, qualora fosse confermato che la particella annunciata il 4 luglio scorso al CERN è effettivamente il bosone di Higgs "standard”.

Quasi subito dopo la sua elaborazione, infatti, si capì che il Modello Standard equipaggiato con il bosone di Higgs è afflitto da seri problemi concettuali, che rendono la teoria profondamente instabile, e per questo motivo molti fisici teorici, tra cui il famosissimo Stephen Hawking, non amano la soluzione trovata dal fisico scozzese.
Per ovviare a questa instabilità negli ultimi trent’anni o giù di lì sono state elaborate dozzine di teorie alternative dette BSM, "Beyond the Standard Model” - ovvero oltre il Modello Standard - che risolvono, o almeno alleviano in parte i problemi da questo sollevato. Alcune di queste non hanno retto il confronto con i dati sperimentali, altre come la Supersimmetria e alcune teorie senza una particella di Higgs elementare sono ancora potenzialmente valide. In molti casi esse rispondono inoltre ad alcuni interrogativi fondamentali lasciati irrisolti dal MS: cos’è la materia oscura (che rappresenta circa il 95 % della materia presente nell’Universo e di cui vediamo solo gli effetti gravitazionali); come si è generata l’asimmetria che osserviamo nell’universo tra materia e antimateria; quale meccanismo fornisce una massa ai neutrini. Il Modello Standard inoltre non dice nulla sull’unificazione delle forze (il Santo Graal di tutti i fisici), in particolare sull’unificazione delle altre forze a quella di gravità, la cui formulazione quantistica definitiva non è stata ancora trovata nonostante quasi un secolo di tentativi. 

In pratica tutte le teorie BSM predicono l’esistenza di nuove particelle oltre quelle note e, in generale, le più leggere di queste nuove particelle possono essere identificate con la materia oscura che pervade il nostro Universo. Per quasi tre decenni si è data la caccia alle particelle extra, di cui non si è vista finora traccia, e in ogni caso ci saremmo aspettati che gli esperimenti di LHC le trovassero alle energie fin qui esplorate, cosa che non è ancora avvenuta. Sebbene i primi dati sulle probabilità di disintegrazione puntino al bosone di Higgs, la speranza è che la particella del CERN, a fronte di misure più accurate, risulti invece parte di un Modello Standard “esteso”. Questo però lo potremo sapere solo continuando ad approfondire le nostre ricerche, sia da un punto di vista sperimentale che teorico.

Se invece fosse proprio il bosone di Higgs del MS, e null’altro fosse scoperto, saremmo in un bel guaio, senza suggerimenti sulla direzione da prendere per risolvere il problema dell’instabilità della teoria, o spiegare la natura della materia oscura.


Scienza in rete è un giornale senza pubblicità e aperto a tutti per garantire l’indipendenza dell’informazione e il diritto universale alla cittadinanza scientifica. Contribuisci a dar voce alla ricerca sostenendo Scienza in rete. In questo modo, potrai entrare a far parte della nostra comunità e condividere il nostro percorso. Clicca sul pulsante e scegli liberamente quanto donare! Anche una piccola somma è importante. Se vuoi fare una donazione ricorrente, ci consenti di programmare meglio il nostro lavoro e resti comunque libero di interromperla quando credi.


prossimo articolo

Gender equality nella ricerca: c'è ancora il soffitto di cristallo

bilancia in disequilibrio con figure stilizzate di uomo e donna

In occasione della Giornata ONU delle donne e delle ragazze nella scienza, diamo un'occhiata ai dati europei sulla gender equality: ci sono i segnali di progresso nella partecipazione femminile alla ricerca e all’innovazione, ma anche persistenti squilibri strutturali. Per esempio, nonostante l’aumento di donne tra esperti, valutatori e coordinatori di progetto, l’accesso alle posizioni apicali resta limitato, la precarietà contrattuale più diffusa e il carico di cura sproporzionato. 

L’11 febbraio, Giornata ONU dedicata alle ragazze e alle donne nella scienza, offre l’occasione per interrogarsi non solo sulla loro presenza nel settore della ricerca e dell’innovazione (R&I), ma soprattutto sulla qualità di tale presenza: chi avanza di carriera, chi resta ai margini, chi abbandona e perché. Negli ultimi anni l’Unione europea ha fatto dell’uguaglianza di genere una priorità esplicita, integrando la gender dimension nei programmi quadro per la ricerca e promuovendo cambiamenti istituzionali attraverso strumenti come il Gender Equality Plan (Gep).