Recensione: Il Bosone di Higgs – L’invenzione e la scoperta della “particella di Dio”

“Il Bosone di Higgs – L’invenzione e la scoperta della “particella di Dio””, titolo originale: “Higgs. The Invention and Discovery of the “God Particle””, di Jim Baggot, traduzione realizzata grazie al contributo del SEPS (Segretariato Europeo per le pubblicazioni scientifiche), edizioni Adelphi, ISBN: 978-88-459-2785-0.
 

Di cosa è fatto mondo (o meglio, l’universo!)?

Fin dall’antichità il genere umano ha cercato soluzioni a questi interrogativi, ed essi sono alla base di innumerevoli teorie religiose, filosofiche e scientifiche che, nel corso dei secoli si sono confrontate e avvicendate nel tentativo di fornire risposte soddisfacenti. Attualmente, la teoria più promettente è descritta dal Modello standard delle particelle elementari che mette insieme teorie di campo quantistiche, forze di “colore”,  nucleare “debole” e elettromagnetismo. 
 

Il 4 luglio 2012 il CERN ha annunciato la scoperta di una nuova particella che corrisponde come caratteristiche fisiche al “Bosone di Higgs”, la particella associata ai “Campi di Higgs” la cui esistenza era stata ipotizzata fin dagli anni sessanta dai fisici: Peter Higgs, Steven Weinberg e Abdus Salam. La scoperta del bosone, se confermata, rivestirebbe una certa importanza perché fornirebbe una evidenza empirica ad un concetto teorico cruciale ai fine della coerenza dello sviluppo del “Modello standard”. 

Il libro di Baggot descrive il contesto e tutti i principali apporti che hanno portato allo sviluppo del “Modello Standard” e rende giustizia dello sforzo scientifico, organizzativo e tecnologico che ha reso possibile affinare di molto la nostra conoscenza della natura dell’universo. 

Penso che la migliore sintesi di quest’opera sia quella fornita dallo stesso Autore nell’epilogo, essa parte da quanto era ritenuto valido fino alla metà degli anni trenta del novecento. In quegli anni, la nostra conoscenza dell’atomo corrispondeva più o meno a quanto ci è stato insegnato a scuola, cioè un insieme di particelle costituito da un nucleo composto di neutroni e protoni, quest’ultimi di carica positiva, intorno al quale gravitano gli elettroni, di carica negativa; il tutto tenuto assieme dalla forza di attrazione elettrica.

 [pag.193, corsivi e grassetti miei!] “… Oggi le nostre risposte sono diventate notevolmente più raffinate. I protoni e i neutroni del nucleo non sono in realtà particelle elementari: sono composte di quark, di carica elettrica frazionaria. Un protone consiste di tre quark di “sapore” diverso: due u e un d. I quark si distinguono anche per il “colore”: rosso, verde o blu. I due quark u e il quark d del protone hanno tutti “colore” diverso, così che la loro combinazione appaia “bianca”. Un neutrone consiste in un quark u e due quark d, anch’essi di colori diversi.

La forza di colore tra i quark è trasportata da otto diversi tipi di mediatori di forza, chiamati gluoni. Tale forza cresce di intensità non all’avvicinarsi dei quark, come ci si potrebbe aspettare, ma al loro allontanarsi … La scoperta di una nuova particella al CERN è una forte indicazione che la massa dei quark sia dovuta alla loro interazione con il campo di Higgs, che trasforma quark altrimenti privi di massa in particelle massive … Le masse dei quark sono molto piccole e spiegano solo l’uno per certo della massa del protone e del neutrone. Il restante 99 per cento è dovuto all’energia trasportata dai gluoni privi di massa che vengono continuamente scambiati dai quark e che li tengono legati assieme. Nel “Modello Standard” il concetto di massa come proprietà intrinseca, o misura della quantità di sostanza, non esiste più. La massa proviene esclusivamente dall’energia delle interazioni che si verificano fra i campi quantistici elementari e le loro particelle.

Il bosone di Higgs è parte del meccanismo che spiega come si forma la massa di tutte le particelle dell’universo …

Senza queste interazioni, la materia sarebbe effimera e impalpabile come la luce stessa e nulla sarebbe.” 

La mia reale comprensione di queste definizioni non è, ovviamente, neppure lontanamente sufficiente per cogliere l’intera portata di tutti questi ragionamenti e conclusioni, fortunatamente però, il libro è comunque sempre avvincente e scorrevole e non risulta penalizzante il fatto di non avere una competenza specifica riguardo a questi argomenti.

Infine, tutti, ivi compresi i profani come il sottoscritto, saranno comunque in grado di valutare e apprezzare quanta strada si sia compiuta in termini di conoscenza a partire dalle teorie degli elementi: terra, acqua, aria e fuoco ipotizzate da Empedocle più di due millenni fa.