7/26/2019 Che cos' il bosone di Higgs

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Che cos' il bosone di Higgs?

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Scienza e Fisica Quantistica

Una spiegazione semplice della teoria del campo e del bosone

di Higgs...

Massimo Teodorani- 21/05/2010

Noi sappiamo che tutte le cose che esistono, dall!atomo, agli esseri

viventi, fino agli ammassi di galassie, esistono semplicemente

perch hanno una massa. Fu la stessa legge di gravitazione

universale scoperta da Newton a farci capire l!importante ruolo

della massa nelle leggi del cosmo. L!argomento fu ripreso in

maniera ancora pi raffinata da Einstein, che dimostr che a

massa pu anche essere trasformata in energia. Eppure ancora

oggi nessuno sa cosa sia la massa, cio che cosa esattamente la

crei. Inoltre le masse delle particelle che si misurano hanno valori

ben precisi, senza i quali la materia non avrebbe la forma che ha.

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Ad esempio se la massa degli elettroni fosse molto maggiore di

quella che hanno, l!universo cambierebbe completamente faccia.

Dunque la questione della massa una questione assolutamente

fondamentale per la fisica (ma anche per le riflessioni filosofiche

che crea!) ma resta allo stesso tempo uno dei suoi enigmi irrisolti.

Ponendo il problema in termini strettamente fisici, si pu dire che

sebbene il Modello Standarddelle particelle elementari funzioni in

maniera estremamente precisa nello spiegare le interazioni tra

quark, leptoni e bosoni, questa teoria non invece in grado di

spiegare una delle pi importanti propriet delle particelleelementari, cio la loro massa. Ad esempio, il Modello Standard

non spiega perch il bosone fotone proprio dell!interazione

elettromagnetica privo di massa mentre i bosoni vettori propri

dell!interazione debole sono dotati di massa. Si effettivamente in

grado di misurare la massa delle particelle nelle sperimentazioni

con gli acceleratori, ma non si riesce a spiegare che cosa la crea.La particella pi leggera conosciuta (almeno ufficialmente)

l!elettrone, mentre la pi pesante il quark top, che pesa almeno

200.000 volte di pi dell!elettrone.

Nel 1964 il fisico scozzese Peter Higgs(1929, tuttora vivente) ha

proposto un meccanismo che permetterebbe di spiegare il modo in

cui le particelle fondamentali possono avere massa. A questo

scopo Higgs ha teorizzato che l!intero spazio sarebbe permeato da

un campo, oggi denominato campo di Higgs, in qualche modo

concettualmente simile al campo elettromagnetico. Dal momento

che le particelle si muovono attraverso lo spazio devono per forza

viaggiare attraverso questo campo e se interagiscono con esso

acquisirebbero da esso la massa. In tal modo le differenze pi

svariate che si misurano nella massa delle tante particelle scoperte

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fino a oggi, dipenderebbe semplicemente dal grado di interazione

che esse hanno con il campo di Higgs.

Ma dal momento che la teoria quantistica preveder una dualit di

onde e particelle, allora il campo di Higgsdovrebbe per forza

produrre una particella quantizzata. Questa particella viene

chiamata bosone di Higgs, una particella che si prevede essere

priva sia di carica elettrica che di spin intrinseco. Sebbene esso

venga definito come bosone e sarebbe il quinto dei bosoni se la

sua reale natura fosse confermata in realt esso non si comporta

come i bosnoi che governano le quattro interazioni conosciute, dalmomento che esso non agisce come mediatore di forza come

fanno invece gli alti bosoni quando scambiano energia con i

fermioni. Il bosone di Higgs non n una particella di materia n

un portatore di forza bens un trasmettitore di massa, ma non

ancora stato osservato. Riuscire a trovarlo confermerebbe l!ipotesi

di Higgs sulla reale natura della massa di tutte le particelle e infattila ricerca del bosone di Higgs al giorno d !oggi probabilmente il pi

importante obiettivo della fisica particellare.

Tratto da L'atomo e le particelle elementaridi Massimo Teodorani

(Macro Edizioni, 2007).

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