in

10° anniversario della scoperta del bosone di Higgs: cosa abbiamo imparato dalla “particella di Dio”?

Molti americani festeggiano oggi il compleanno del Paese, ma anche fisici e fanatici della scienza celebrano il decimo anniversario della scoperta del bosone di Higgs – noto anche come “Particella di Dio” – il 4 luglio.

Forse non conoscete il fisico Peter Higgs, che per primo predisse l’esistenza della nuova particella negli anni ’60 e teorizzò che siamo circondati da un oceano di informazioni quantistiche noto come campo di Higgs, ma fece la sua scoperta vincitrice del Premio Nobel tutto il resto possibile in il nostro universo.

L’esistenza del bosone di Higgs è uno dei motivi per cui tutto ciò che vediamo, inclusi noi stessi, tutti i pianeti e le stelle, ha massa ed esiste, quindi è stato chiamato “Particella di Dio”.

La particella che Higgs e altri fisici ipotizzarono nel 1964 poteva guadagnare massa solo quando interagiva con un campo che permea l’intero universo. Cioè, se il campo non esistesse, le particelle semplicemente levitano e si muovono alla velocità della luce.

Scorri verso il basso per i video

La scoperta del bosone di Higgs nel luglio 2012 costituisce la base per l'esistenza di tutte le particelle elementari nel nostro universo.  Nella foto sopra è una visualizzazione di un evento registrato al rivelatore CMS al Large Hadron Collider al CERN.  Mostra le proprietà attese dal decadimento del bosone di Higgs SM in una coppia di fotoni

La scoperta del bosone di Higgs nel luglio 2012 costituisce la base per l’esistenza di tutte le particelle elementari nel nostro universo. Nella foto sopra è una visualizzazione di un evento registrato al rivelatore CMS al Large Hadron Collider al CERN. Mostra le proprietà attese dal decadimento del bosone di Higgs SM in una coppia di fotoni

A differenza di molte altre scoperte degne di nota, il bosone di Higgs non può essere semplicemente “trovato” nel senso tradizionale: deve essere creato. Una volta formati, i dati raccolti presso il Large Hadron Collider del CERN verranno esaminati per la prova del suo decadimento.

Presso il più grande acceleratore di particelle del mondo, dove i protoni vengono schiacciati insieme a una velocità quasi pari a quella della luce in un enorme tunnel di 27 chilometri simile a una pista che giace a 300 piedi sotto terra al confine franco-svizzero, gli scienziati sapevano di aver trovato prove che fosse scaduto nel 2012.

Nel decennio successivo alla prima osservazione del bosone di Higgs, molte tecnologie sono avanzate: nel settore sanitario, nell’industria e nell’informatica.

Da quando ha annunciato la sua scoperta il 4 luglio 2012, i fisici hanno analizzato come il bosone di Higgs interagisce con altre particelle per vedere se è conforme al cosiddetto Modello standard della fisica.

L'esistenza del bosone di Higgs, una particella subatomica che è la particella portatrice del campo di Higgs, fu proposta per la prima volta nel 1964 dal fisico britannico Peter Higgs.  Nella foto sopra è Higgs, che ha ricevuto un premio Nobel per la fisica per il suo suggerimento sull'esistenza del bosone di Higgs, al CERN nel luglio 2012

L’esistenza del bosone di Higgs, una particella subatomica che è la particella portatrice del campo di Higgs, fu proposta per la prima volta nel 1964 dal fisico britannico Peter Higgs. Nella foto sopra è Higgs, che ha ricevuto un premio Nobel per la fisica per il suo suggerimento sull’esistenza del bosone di Higgs, al CERN nel luglio 2012

IL BOSON DI HIGGS TRASPORTA MASSA ED È UNA PARTE FONDAMENTALE DEL MODELLO STANDARD DI FISICA DELLE PARTICELLE

Il bosone di Higgs è una particella elementare, uno dei mattoni dell’universo secondo il Modello Standard della fisica delle particelle.

Prende il nome dal fisico Peter Higgs come parte di un meccanismo che spiega perché le particelle hanno massa.

Secondo il Modello Standard, il nostro universo è composto da 12 particelle di materia, inclusi sei quark e sei leptoni.

Ha anche quattro poteri: gravità, elettromagnetismo, forte e debole.

Ogni forza ha una particella portatrice corrispondente, nota come bosone, che agisce sulla materia.

La teoria sosteneva che il bosone di Higgs fosse responsabile del trasferimento di massa.

È stato proposto per la prima volta nel 1964 e scoperto solo nel 2012, durante una corsa del Large Hadron Collider.

La scoperta è stata così importante che mostrare che non esisteva avrebbe significato fare a pezzi il Modello Standard e tornare al tavolo da disegno.

Il Modello Standard è una teoria guida che spiega tre delle quattro forze principali nell’universo – elettromagnetismo, forza debole e forza forte – ma esclude la gravità.

Ci sono altri aspetti del nostro universo, come la materia oscura e l’energia oscura, che non sono ancora spiegati dal Modello Standard.

Gli scienziati hanno studiato come il bosone di Higgs interagisce con altre particelle e cosa possono causare questi cosiddetti “accoppiamenti” – questo è stato ottenuto conducendo molti esperimenti e analizzando molti dati.

Entro il 2018, gli scienziati avevano stabilito che il 58% dei bosoni di Higgs decade in quark b, noti anche come quark di bellezza o bottom.

Sebbene il CERN sia stato al centro dell’azione quando si tratta del bosone di Higgs, molte persone non sanno che gli Stati Uniti potrebbero essere stati la patria del più grande acceleratore di particelle di tutti i tempi, soprannominato The Tevatron.

Progettato negli anni ’80 per un sito nelle profondità di Waxahachie, in Texas, questo acceleratore di particelle sarebbe stato lungo 87 chilometri e avrebbe avuto la capacità di frantumare protoni a livelli di energia più elevati di quanto sia attualmente possibile al CERN.

Tuttavia, una combinazione di disagio burocratico per il costo del progetto e disagio tra scienziati e religiosi allo stesso modo riguardo al termine “particella divina” ha portato alla cancellazione del progetto nel 1993.

Fondato il 29 settembre 1954, il CERN è il fulcro di una comunità di 10.000 scienziati provenienti da tutto il mondo ed è anche il luogo di nascita del World Wide Web. Ha 23 stati membri, ma gli Stati Uniti hanno solo lo status di osservatore al CERN, il che significa che non fanno parte del Consiglio di amministrazione del CERN, che prende decisioni importanti sulla sua scienza.

Nel 2012 Higgs e il suo collaboratore Francois Englert hanno ricevuto il Premio Nobel per la “scoperta teorica di un meccanismo che contribuisce alla nostra comprensione dell’origine della massa delle particelle subatomiche”.

Ci sono molte domande a cui gli scienziati del CERN sperano di rispondere nei prossimi anni e decenni.

Cosa può dirci il bosone di Higgs sui primi momenti del nostro universo?

La materia oscura e la materia oscura, che costituiscono rispettivamente il 68 e il 27 per cento dell’universo, possono essere trovate attraverso le interazioni con il bosone di Higgs?

È possibile aprire microscopici buchi neri e l’energia potrebbe essere estratta attraverso di essi un giorno?

Possiamo trovare maggiori informazioni sui quark b o beauty e cosa significano per la singolarità?

Cosa potremmo imparare dalla teoria M, che postula che invece di sole tre dimensioni dello spazio più tempo, potrebbero esserci effettivamente almeno 11 dimensioni, fatte non dalle particelle che conosciamo, ma da minuscole stringhe vibranti, tutte interagenti tra loro .

Il lancio del Large Hadron Collider’s Run 3 sarà trasmesso in diretta su tutti i canali social del CERN martedì 5 luglio dalle 16:00.

Il campo di Higgs è meglio pensato come un campo energetico o informativo che permea tutto ciò che ci circonda.  Nella foto sopra c'è una visione artistica di questo campo pubblicata dal CERN

Il campo di Higgs è meglio pensato come un campo energetico o informativo che permea tutto ciò che ci circonda. Nella foto sopra c’è una visione artistica di questo campo pubblicata dal CERN

Il fisico Peter Higgs postulò per la prima volta l'esistenza del campo di Higgs e del bosone di Higgs nel 1964.  Nella foto sopra è il documento accademico in cui ha presentato questo caso

Il fisico Peter Higgs postulò per la prima volta l’esistenza del campo di Higgs e del bosone di Higgs nel 1964. Nella foto sopra è il documento accademico in cui ha presentato questo caso

Il CERN è una delle più grandi istituzioni scientifiche del mondo e ospita oltre 2.000 scienziati che lavorano a molti progetti di fisica.  Nella foto sopra c'è una catena di dipoli magnetici LHC in un tunnel alla fine del secondo lungo arresto, quando la struttura del CERN è stata aggiornata per un certo numero di anni per consentire ai protoni di essere schiacciati insieme a energie molto più elevate quando la Run 3 inizia a luglio

Il CERN è una delle più grandi istituzioni scientifiche del mondo e ospita oltre 2.000 scienziati che lavorano a molti progetti di fisica. Nella foto sopra c’è una catena di dipoli magnetici LHC in un tunnel alla fine del secondo lungo arresto, quando la struttura del CERN è stata aggiornata per un certo numero di anni per consentire ai protoni di essere schiacciati insieme a energie molto più elevate quando la Run 3 inizia a luglio

Gli esperimenti futuri al CERN cercheranno di svelare misteri come la materia oscura e l'energia oscura.  Nella foto sopra c'è una catena di dipoli magnetici in un tunnel al Large Hadron Collider del CERN

Gli esperimenti futuri al CERN cercheranno di svelare misteri come la materia oscura e l’energia oscura. Nella foto sopra c’è una catena di dipoli magnetici in un tunnel al Large Hadron Collider del CERN

SpaceX sta equipaggiando Starship, Super Heavy con dozzine di motori Raptor

Il Large Hadron Collider sta raggiungendo livelli energetici senza precedenti