Bosone di Higgs, il Cern prova l’esistenza della particella di Dio

• di Pianetascienza per il Fatto
• 4 Luglio 2012

“Oggi è un giorno speciale e dico speciale perché sono diplomatico”. Le parole emozionate del direttore generale del Cern Rolf Heuer hanno aperto il seminario di Ginevra dedicato a quella che forse è la maggiore scoperta scientifica della fisica moderna, compiuta dalla più grande macchina sperimentale che l’uomo abbia mai costruito. Lhc, l’acceleratore di particelle che corre sotto Ginevra secondo un anello di 27 chilometri, avrebbe finalmente scoperto il bosone di Higgs, la ‘particella di Dio’, tassello mancante del Modello Standard. O meglio, “abbiamo osservato una nuova particella alla precisione di 5 sigma nei dintorni di 126 GeV” ha detto l’italiana Fabiola Gianotti, coordinatrice internazionale dell’esperimento Atlas. Nel linguaggio della scienza, per avere una scoperta scientifica confermata occorre raggiungere almeno i 5 sigma di accuratezza nei dati, e 126 GeV non è altro che il ‘peso’ della particella trovata. Per la precisione, l’esperimento Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS) è, insieme all’esperimento Cms (Compact Muon Solenoid), quello che aveva il ‘compito’ di trovare lo sfuggente bosone teorizzato da Higgs nel 1964, responsabile della massa di tutte le particelle esistenti, che aveva una massa teorica prevista fra 114 e 141 GeV. Oggi al Cern è arrivata l’ufficializzazione di una notizia che circolava da alcuni giorni. 

“I risultati sono preliminari ma il segnale di 5 sigma che abbiamo visto intorno a circa 125 GeV è ‘drammatico’. Significa una nuova particella. E noi sappiamo che deve essere il bosone, un bosone molto pesante. Le implicazioni sono molto significative”, ha commentato Joe In candela del Cern, portavoce dell’esperimento Cms. Per la precisione, l’esperimento Cms ha fatto ritrovare un segnale di 125,3 GeV con una precisione di 5 sigma, e l’annuncio dello scienziato è stato salutato da uno scrosciante applauso di tutta la sala, collegata in diretta con l’International Conference on High Energy Physics di Melbourne.

Presente in sala anche l’83enne Peter Higgs, che al termine della presentazione dei risultati ottenuti dall’esperimento Atlas ha faticato a trattenere le lacrime per l’emozione. “E’ la cosa più incredibile che sia successa nella mia vita”, ha dichiarato al termine del seminario il padre del bosone, a cui tutti i ricercatori hanno tributato una vera e propria standing ovation. Per raggiungere questi risultati, Atlas e Cms hanno analizzato le particelle prodotte dagli scontri di protoni che, praticamente alla velocità della luce, collidevano all’interno di Lhc. Analizzando le particelle che venivano liberate dallo scontro, secondo diversi canali sulla base del loro decadimento, gli scienziati hanno potuto individuare il presunto bosone. La particella osservata, presenta gran parte delle caratteristiche attese per il bosone di Higgs, anche se serviranno ulteriori ricerche e elaborazione dei dati per avere una certezza definitiva. “Ci serve solo un po’ di tempo in più per preparare i risultati per la pubblicazione”, ha commentato Fabiola Gianotti.

Sembra dunque molto vicina la conferma definitiva della scoperta del bosone di Higgs. “E’ davvero difficile non essere eccitati davanti a questi risultati”, ha detto il direttore scientifico del Cern, Sergio Bertolucci. “Lo scorso anno – ha detto – avevamo annunciato che nel 2012 o avremmo scoperto una nuova particella del tipo di quella che era stata ipotizzata e cioè il bosone di Higgs, oppure avremo escluso l’esistenza del Modello Standard. Con tutta la cautela necessaria al caso a me sembra che siamo arrivati a un punto di svolta: l’osservazione di questa nuova particella indica la strada per il futuro attraverso una sempre più dettagliata comprensione di ciò che abbiamo visto nei dati rilevati dagli esperimenti”. I risultati presentati oggi sono preliminari, e si basano su dati raccolti nel 2011 e nel 2012, che sono ancora sotto analisi. La pubblicazione delle analisi mostrate oggi è prevista per la fine di luglio, e un quadro più completo delle osservazioni sarà completato per la fine dell’anno, con ulteriori dati forniti da Lhc. Il prossimo passo sarà allora determinare la natura esatta della particella trovata e qual è il suo significato per la nostra comprensione dell’Universo. Si tratta davvero del tanto cercato bosone di Higgs oppure, addirittura, potrebbe essere una particella ancora più esotica, che nessuno si aspettava? Il Modello Standard, che attendeva avidamente la scoperta del bosone, descrive tutte le particelle fondamentali, le loro interazioni, ma tutta la materia che vediamo non supera il 4 per cento del totale. Una nuova particella, una versione esotica del bosone di Higgs, potrebbe aiutarci forse a capire il restante 96 per cento dell’Universo che resta finora oscuro. “Abbiamo compiuto un passo fondamentale nella comprensione della natura – aggiunge Heuer – la scoperta di una particella consistente con il bosone di Higgs apre la strada a studi più dettagliati, che richiedono statistiche maggiori, e che ci faranno scoprire le proprietà della nuova particella, probabilmente gettando la luce sui misteri dell’universo”.

Tuttavia, per quanto questa scoperta sia importante, i ‘problemi’ per la fisica potrebbero non finire con la sua scoperta. “Se si trova il bosone di Higgs ma nient’altro, a questo punto i fisici hanno tutto ma… non hanno niente. Nel senso che, se confermassero la scoperta dell’Higgs, il Modello Standard sarebbe completo, funzionerebbe alla perfezione, ma non avremmo più nessuno spunto per capire dove agire per risolvere i grandi problemi concettuali della fisica moderna, che restano in piedi, come ad esempio l’unificazione fra gravità e fisica quantistica. Si tratta di un problema di consistenza logica: il Modello Standard è una grande sfida per la matematica, perché non ha una logica chiusa, non è una teoria consistente e rigorosa. Finora potevamo pensare di avere nuove indicazioni legate al bosone di Higgs. E ora?” ha spiegato Roberto Longo, direttore del centro di Matematica e Fisica Teorica di Roma dell’Università di Roma Tor Vergata. Nel corso dei primi tre mesi di lavoro del 2012 LHC è arrivato a realizzare circa 560.000 miliardi collisioni protone-protone. Ora l’acceleratore è avviato a realizzare un milione e mezzo di miliardi di collisioni protone-protone per la fine del 2012. A quel punto LHC  verrà spento e si lavorerà durante un anno e mezzo circa per poi ripartire con una macchina in grado di accelerare i protoni a una energia quasi due volte quella attuale. 

di Stefano Pisani