“Cosa ne pensi della notizia della scoperta del bosone di Higgs*?”
Questa domanda mi è stata posta decine di volte da quando mercoledì 4 Luglio le agenzie e i siti on-line hanno diffuso la notizia della sensazionale rilevazione da parte dei ricercatori degli esperimenti ATLAS e CMS all’LHC (Large Hadron Collider) del CERN. L’LHC è acceleratore di particelle, nonché il laboratorio, più grande del mondo.
E’ la seconda volta in pochi mesi che la notizia di una sensazionale scoperta della Fisica guadagna le aperture dei quotidiani nazionali e produce una virale diffusione sul web. Non è affatto una cosa consueta.
La prima è stata in autunno, quando sembrava che i neutrini si propagassero più velocemente della luce. Dopo avere fatto tremare le fondamenta stesse della Fisica, la notizia sembra essersi rivelata un “banale” errore di misura.
Per questo secondo clamoroso annuncio, la scoperta del tanto atteso “bosone di Higgs”, la cautela da parte dei lettori-non-addetti-ai-lavori è stata una naturale -quanto salutare- conseguenza. E chissà che a forza di guadagnarsi la ribalta con notizie da prima pagina, un poco di “metodo scientifico” impiantato sul dubbio non riesca a passare anche nel lettore non esperto. E magari questo atteggiamento diventi forma mentis e perduri anche nell’approcciarsi a notizie di altra provenienza.
La notizia a me è parsa subito tremendamente seria. Ma mi sono presa alcuni giorni per cercare di capirne di più. Dopo un primo timido annuncio possibilista di dicembre passato quasi inosservato, si attendeva per la primavera una indicazione forte a favore o contro la presenza del bosone di Higgs dall’analisi dati degli esperimenti condotti finora all’LHC dalla sua travagliata accensione.
Vorrei sottolineare la grande differenza tra i due episodi. Nel caso dei neutrini superluminali la scoperta sarebbe stata sconvolgente, nel senso che sarebbe stata in grado di sconvolgere dalle basi quanto conosciuto e ritenuto corretto finora. In nessuna delle pur innumerevoli teorie in campo, in attesa di conferma o smentita, era mai stato ipotizzato il superamento della velocità della luce. L’eventuale scoperta avrebbe costretto a ripensare l’intero impianto teorico della Fisica. Una scoperta, se confermata, rivoluzionaria. Ma ad ora non è stata confermata, anzi.
Nel caso del bosone di Higgs al contrario si tratterebbe dell’ultimo tassello mancante per confermare la teoria del Modello Standard.
Il Modello Standard è una elegante teoria matematica in grado di mettere ordine nel marasma di particelle subatomiche osservate a partire dagli anni ’60, descrivendone origine, natura, massa, interazioni reciproche e facendo previsioni finora tutte sistematicamente confermate. Come la scoperta dei bosoni vettori elettrodeboli W e Z che hanno fatto vincere il Nobel a Carlo Rubbia nel 1984.
Queste particelle, descritte come “stati eccitati di campi quantistici”, soddisfano meravigliose regole di simmetria. Questa simmetria impone che esse nascano con massa nulla. Cosa che -con ogni evidenza- contraddice le osservazioni sperimentali più semplici. Noi siamo pur sempre fatti di materia massiva, no?
Peter Higgs 48 anni fa propone un meccanismo totalmente innovativo per risolvere questo problema.
All’epoca aveva 36 anni. Non cito l’età a caso: Higgs stesso ammette che per aprire strade non battute occorra essere giovani.
Il meccanismo di Higgs si basa su un ulteriore campo bosonico (e questo non è innovativo, visto che aggiungere campi bosonici o dimensioni extra alla bisogna è tra le strategie più inflazionate per risolvere problemi senza avere idee nuove), la cui vera particolarità è il potenziale ad esso associato.
Senza entrare nel tecnico, questo rivoluzionario potenziale, dalla forma di un sombrero, è in grado di produrre una cosiddetta “Rottura Spontanea di Simmetria” (o SSB-Spontaneous Symmetry Breaking) poiché possiede diversi minimi, ovvero diversi “stati fondamentali”. Questo nuovo bosone interagisce con gli altri campi, non tutti, e, a seconda dello stato fondamentale e dell’intensità dell’interazione, questa interazione genera le masse delle particelle.
So perfettamente che i non addetti ai lavori, sempre che siano arrivati fin qui a leggere, non avranno capito nulla. Chiedo umilmente perdono, ma devo ammettere che le spiegazioni ultra-semplicistiche del meccanismo di Higgs per generare le masse non mi hanno affatto soddisfatta (la “melassa” che permea l’Universo che “rallenta” le particelle che vi passano attraverso). Sembra infatti che basti l’interazione tra campi per generare il fenomeno, mentre è l’SSB l’ingrediente fondamentale; moltissimi campi interagiscono tra loro pur rimanendo felicemente senza massa, come ad esempio i fotoni, che compongono la luce.
Einstein diceva: ”Make things as simple as possible, but not simpler”. Altrimenti si rischia di perderne la comprensione. Ipersemplificare porta nell’immediato un beneficio apparente, ma non duraturo. E fa un torto all’argomento da spiegare e all’intelligenza di chi ascolta. Meglio non capire che capire una cosa sbagliata.
Inizialmente rifiutata come spesso accade alle vere innovazioni, questa teoria grazie alla sua elegante semplicità e al solido impianto matematico ad essa sotteso, ha saputo mutare lo scetticismo iniziale in diffusa accettazione. E’ ormai largamente riconosciuta e sono decenni che viene insegnata nei corsi di teoria dei campi nelle Università di tutto il pianeta.
Nonostante gli sforzi tuttavia il bosone di Higgs non era mai caduto nella rete dei ricercatori sperimentali. Così che ormai nella comunità scientifica ci si divideva in opposte tifoserie, anche piuttosto interessate: chi credeva ostinatamente alla sua esistenza, come Higgs stesso o i ricercatori del CERN, e chi era pronto a scommetterci contro (come Stephen Hawking).
Insomma, il bosone di Higgs era il Godot della Fisica. Atteso da decenni, mai osservato. Ma a differenza della Letteratura, la Fisica ha bisogno di conferme sperimentali per poter assumere un risultato (e attribuire un premio Nobel).
Ora, l’annuncio della scorsa settimana sembra poter porre la parola fine all’attesa. E costringere Hawking a pagare la sua scommessa. Tuttavia è importante sottolineare come i gruppi sperimentali responsabili della scoperta si sono per ora limitati ad annunciare ufficialmente solo di “aver scoperto un bosone della massa di 125 GeV” (giga-elettronvolt, ovvero miliardi di elettronvolt, circa 130 volte la massa del protone), riservandosi di confermare le caratteristiche attese per il bosone di Higgs in misurazioni e verifiche successive. Che si stia tutti attendendo quello non basta come prova. Come non è detto che la prima persona che passa sia Godot, così non basta infatti che si presenti “un” bosone per poter esser certi che si tratti proprio di Higgs.
La prudenza è d’obbligo. Ma le aspettative sono altissime. Le lacrime stesse dell’ultraottantenne Higgs alla presentazione ne sono una conferma. Peter Higgs avrebbe la sorte di vedere confermata la sua teoria rivoluzionaria mentre ancora in vita. Un privilegio di pochi grandi e fortunati. Per fortuna infatti queste idee spesso vengono a ricercatori giovani o giovanissimi…
Ammetto che mi collocavo tra chi auspicava la non esistenza dell’elusivo bosone. Ma solo perchè la Scienza si nutre di domande, mentre la scoperta del bosone di Higgs sarebbe stata la conferma di una risposta già data.
Tuttavia, come spesso accade, le misurazioni attuali sembrano indicare consistenti discrepanze rispetto alle attese basate sulla teoria standard. Quindi, se il bosone osservato al CERN sarà davvero il bosone di Higgs, spiegare le discrepanze sarà il primo passo verso orizzonti nuovi, sconosciuti e inesplorati.
Tre aggettivi deliziosamente invitanti per le nuove generazioni di ricercatori.
* Chi lo chiama “particella di Dio” risveglia in me istinti omicidi. E’ una definizione squisitamente (o disgustosamente, fate voi) mediatica, invisa a tutta la comunità scientifica che la ritiene chi “irrispettosa”, chi “offensiva”. Dio, per chi ci crede, non va scomodato invano. Per chi non crede non va scomodato punto.
