Monday, July 9, 2012

Do you understand the "Higgs Boson"?

Se avete acceso il computer o la televisione nei giorni scorsi, avrete sicuramente appreso dai diversi organi di stampa e di informazione che il 4 Luglio è stato dato l'annuncio della scoperta, al CERN di Ginevra, di una risonanza che ha tutte le carte in regola per essere interpreta come il famoso e mancante bosone di Higgs. Preferisco sorvolare in questo post sulla serietà delle notizie riportate e sulle competenze dei giornalisti, che sembra abbiano fatto a gara per confondere le idee alla gente sull'importanza di questa scoperta. Se comunque vi siete persi la notizia della conferenza potete trovare una descrizione di cosa è stato riportato dagli esperimenti ATLAS e CMS in questo post.
Fabiola Giannotti, portavoce di ATLAS, abbraccia Peter Higgs, teorizzatore della famosa particella, al termine della conferenza del 4 Luglio.
Tale scoperta ha un impatto notevole perché il bosone di Higgs riveste un ruolo di primaria importanza nel cosiddetto Modello Standard delle particelle elementari, un modello teorico che descrive tre delle quattro interazioni fondamentali: la forza elettromagnetica, la forza debole e la forza forte, con la sola esclusione della forza di gravità. In questo post vorrei cercare di approfondire meglio cosa gli scienziati intendono quando dicono: "il bosone di Higgs è il responsabile della massa delle particelle" (immagino abbiate sentito spesso questa frase nei giorni seguenti la scoperta!) e spiegare perchè tale particella sia fondamentale nel MS, talmente tanto che negli ultimi venti anni ha concentrato su di sé gli sforzi di migliaia di fisici sperimentali in tutto il mondo.



Il Modello Standard delle particelle

Il Modello Standard (MS) è una teoria quantistica e relativistica che descrive le particelle elementari e le loro interazioni, che ha riscosso parecchio successo nei fisici per la sua forte capacità predittiva. Le sue previsioni teoriche infatti si sono rivelate particolarmente accurate e sono state verificate sperimentalmente con un precisione incredibile. Inoltre questo modello ha avuto il pregio di andare nella direzione dell'unificazione delle forze, riuscendo a condensare in un'unica forza, la cosiddetta forza elettrodebole, due forze che prima venivano considerate distinte: la forza elettromagnetica (responsabile dell'attrazione e della repulsione delle particelle cariche quali, ad esempio, protoni ed elettroni) e la forza debole (responsabile dei decadimenti nucleari, quale ad esempio il decadimento del neutrone in un protone, un elettrone e un antineutrino - puoi trovare in questo post una piccola descrizione). La tendenza all'unificazione è sempre stata ricercata dai fisici, in quanto riuscire a comprendere che fenomeni apparentemente distinti in realtà sono la manifestazione di una stessa origine è sintomo di una comprensione più profonda della natura. Esempi precedenti di unificazione riguardano sia la gravità, infatti Isaac Newton attribuì ad un'unica forza la caduta dei gravi e il moto dei pianeti (questa unificazione prese il nome di gravitazione universale - vedi perchè gli oggetti cadono?-), sia l'elettromagnetismo stesso, dal momento che James Clerk Maxwell, con le sue equazioni, unificò le forze elettrica e magnetica, che sino ad allora venivano considerate molto diverse tra loro, in un'unica interazione denominata elettromagnetica
Ritornando all'argomento di questo post spero che, con questa piccola digressione, si sia intuito che il MS è una teoria di grande successo. D'altra parte tale modello risultava fastidiosamente incompleto e la ragione di questa incompletezza era da imputarsi proprio alla non osservazione sperimentale (almeno forse fino al 4 Luglio) di un tassello fondamentale: il bosone di Higgs! Cerchiamo quindi di capire perchè questo bosone è così importante per la coerenza dell'intero modello. Per poterlo spiegare sarà necessario fare un po' di chiarezza sulle simmetrie della natura. 

Le simmetrie di gauge

Alla base del MS è posto un principio di simmetria chiamata simmetria di gauge (di ricalibrazione). Questo principio di simmetria consiste nell'affermare che le leggi che descrivono le interazioni fondamentali sono invarianti (non cambiano forma) se operiamo certe trasformazioni sulle "coordinate" (presta attenzione che queste coordinate non sono le semplici coordinate spaziali a cui siamo abituati!). Queste trasformazioni possono essere globali o locali. Cosa significa che una trasformazione è globale? Supponiamo che durante la notte tutte le dimensioni dell'universo diventino cento volte maggiori, includendo anche ovviamente le distanze tra gli oggetti stessi. Al mattino sarebbe impossibile rendersi conto di trovarsi in un universo modificato, in quanto se uno volesse appurare questo cambiamento munito di righello tenterebbe di misurare gli oggetti intorno a sè. Ma questa operazione sarebbe vana, in quanto anche il righello durante la notte si sarà espanso di cento volte. Cosa vuol insegnarci questo esempio? Aumentare tutte le distanze dell'universo di una stessa quantità è una trasformazione globale che lascia l'universo invariato, nel senso che un osservatore è incapace di distinguere le due situazioni. Potete già immaginare a questo punto che cosa si intenda con il termine trasformazione locale. Riprendendo l'esempio precedente, fare una trasformazione locale significherebbe che solo le dimensioni degli oggetti di una certa porzione dell'universo, ad esempio la stanza in cui ti trovi (tu compreso!), vengono espanse di cento volte. Naturalmente al risveglio, uscendo fuori e incontrando un tuo amico, realizzerai immediatamente di essere cento volte più grande rispetto a lui e che quindi, questa trasformazione locale, non ha lasciato per nulla invariato il nostro universo! A questo punto ti potrà sembrare strano il fatto che le leggi della fisica delle interazioni fondamentali sono invece invarianti sotto una certa classe di trasformazioni locali, dette appunto trasformazioni di gauge.
Ma cosa è che lasciamo invariante sotto queste trasformazioni? I fisici hanno imparato a condensare le conoscenze accumulate negli anni e riassunte nel Modello Standard in poche espressioni matematiche chiamate Lagrangiane, e sono proprio queste espressioni a risultare invarianti.
Gli ingredienti fondamentali di una Lagrangiana sono:
  • le particelle materiali (si dovrebbe parlare più correttamente di fermioni) che rappresentano i costituenti fondamentali della materia. Nel MS queste si dividono in due gruppi principali: i quark (che costituiscono i protoni ad esempio) e i leptoni (cui appartengono ad esempio gli elettroni);
  • le interazioni tra le particelle fondamentali, che avvengono mediante lo scambio di particelle che mediano la forza (ad esempio il fotone è il mediatore dell'interazione elettromagnetica).
    Lagrangiana del Modello Standard: rappresenta matematicamente la nostra comprensione attuale delle particelle fondamentali e delle loro interazioni. Avete notato che questa maglietta è stata indossata dal fisico teorico del CERN John Ellis nel video a proposito del bosone di Higgs?
Le particelle sono espresse sotto forma di campi, rappresentati nella Lagrangiana del Modello Standard in figura (per essere più precisi una densità Lagrangiana, ma non voglio complicare le cose) dal simbolo Ψ (se non conosci il motivo per il quale le particelle si possano esprimere come campi, prova a guardare qui). I campi delle particelle mediatrici della forza sono invece identificati generalmente dal simbolo Fμν. Ma facciamo un esempio semplice per comprendere meglio la questione.
L'elettromagnetismo classico e le equazioni di Maxwell possono essere derivati da un principio di azione stazionaria, che ci permette di concludere che la densità Lagrangiana del campo elettromagnetico è data dall'espressione: \[\mathcal{L=}\frac{1}{4}F_{\mu\nu}F^{\mu\nu}\]dove: \[F_{\mu\nu}=\partial_{\mu}A_{\nu}-\partial_{\nu}A_{\mu}\] Aν è chiamato quadripotenziale ed è un modo per condensare tutta la conoscenza sui potenziali scalare e vettore in un modo detto covariante. (Non preoccuparti se queste parole non sono familiari, il messaggio che deve passare è che con un unico termine contenente l'espressione Fμν i fisici sono in grado di condensare tutte le conoscenze su come si comportano i campi elettromagnetici). Detto ciò se si volesse costruire una teoria delle particelle elementari materiali elettricamente cariche (elettroni e le loro antiparticelle i positroni (*) nota a piè di pagina) che interagiscono attraverso i campi elettromagnetici (EM) si possono seguire due strade:
  • si può cercare di  costruire una Lagrangiana sommando il termine che descrive gli elettroni e i positroni liberi con il termine che descrive i campi elettromagnetici, aggiungendo poi un termine che ci dice come questi due mondi si parlano tra loro, cioè un termine che rappresenta l'interazione tra elettroni, positroni e fotoni. \[\mathcal{L}_{\mathcal{tot}}=\mathcal{L}_{\textrm{elettron}i}+\mathcal{L}_{\textrm{campo EM}}+\mathcal{L}_{\textrm{interazione}}\] 
  • oppure si può partire dalla Lagrangiana contenente solo i primi due termini (il termine che descrive gli elettroni e positroni liberi e il termine che contiene i campi EM) e richiedere che tale Lagrangiana sia invariante per trasformazioni di gauge locali. In questo modo si dimostra che affinchè la Lagrangiana risulti invariante sotto queste trasformazioni siamo costretti ad aggiungere un termine extra che "magicamente" rappresenta proprio l'interazione tra la materia carica e i campi elettromagnetici. Un'altra conseguenza importante di questo metodo è che nella Lagrangiana compaiono automaticamente anche i mediatori dell'interazione elettromagnetica, i fotoni.
Ma qual è il prezzo che dobbiamo pagare? Affinché l'invarianza sia tale questi mediatori devono essere rigorosamente senza massa. Questo fortunatamente per i fotoni non rappresenta un problema in quanto sappiamo che sono particelle con massa nulla.
In questo modo abbiamo trovato un modo che non sia ad hoc di costruire la cosidetta Lagrangiana dell'elttrodinamica quantistica, chiamata anche QED dall'inglese "quantum electro-dynamics", che descrive elettroni e positroni che interagiscono attraverso lo scambio di fotoni.

La teoria elettrodebole

Parlando più in generale, quando i fisici notano che un trucco matematico di questo tipo (la richiesta di invarianza) porta a conseguenze che rispecchiano fedelmente il modo in cui si comporta la natura, ci sono due reazioni possibili: chi pensa che sia solamente un caso (sono in pochi a dir la verità) e chi pensa invece di avere "scovato" una nuova simmetria della natura. La prova del nove è quella di applicarlo alle altre interazioni note per avere un riscontro oggettivo e capire se ci fornisce qualche prezioso indizio auspicabilmente riscontrabile sperimentalmente. Nel 1954 i due fisici Chen-Yang e Robert Mills generalizzarono questa procedura al caso delle interazioni nucleari.  Sottolineando una simmetria tra neutrone e protone (si poteva cioè parlare più in generale di un'unica particella chiamata nucleone), essi riuscirono a comprendere meglio quell'interazione che era responsabile della trasformazione di un neutrone in un protone, interazione che era dovuta  alla cosiddetta forza debole. Facendo così essi scoprendo che doveva essere mediata da delle nuove particelle, i bosoni mediatori W e Z. Senza entrare troppo nello specifico scoprirono inoltre che le caratteristiche matematiche della teoria -per i più esperti la caratteristica non abeliana del gruppo di simmetria SU(2)- predicevano inoltre che gli stessi bosoni dovessero essere elettricamente carichi e cioè il bosone W doveva presentarsi sotto forma di particelle con carica elettrica positiva e negativa, rispettivamente indicate come W+ e W-. Il passo successivo fu compiuto dai fisici Steven Weinberg, Sheldon Lee Glashow e Abdus Salam che riuscirono ad unificare la forza elettromagnetica e quella debole in un'unica forza, detta elettrodebole, nella quale venivano introdotti i rispettivi bosoni mediatori che erano appunto il fotone, il W+, il W- e lo Z0. Come prima, dal momento che la teoria era costruita attraverso un principio di simmetria di gauge locale, i bosoni mediatori, affinchè la simmetria fosse esatta, dovevano essere privi di massa. Per il fotone, come accennato prima, questo non era un problema, ma lo fu certamente per il W e lo Z in quanto nel 1983, il fisico italiano Carlo Rubbia, nell'intento di verificare la teoria elettrodebole di Salam, Weinberg e Galshow, con l'acceleratore SPS in un collisionatore di protoni e antiprotoni, scoprì che tali mediatori erano tutt'altro che privi di massa, anzi risultavano piuttosto massivi (rispettivamente 80 e 91 GeV/c^2,  circa 90 volte la massa del protone). Per questo nel 1984, ad appena un anno dalla scoperta, ricevette insieme all'olandese Simon van der Meer, il premio Nobel per la fisica.
Ma a questo punto ci fu un attimo di riflessione nella comunità dei fisici. Sebbene la teoria elettrodebole sembrasse funzionare e sebbene vi fosse stata la scoperta dei bosoni mediatori, rimaneva un problema grosso, anzi un problema "pesante"! Infatti la massa dei mediatori doveva essere uguale a zero se si voleva salvaguardare l'invarianza delle leggi fisiche sotto trasformazioni di gauge. Tuttavia gli esperimenti ci indicavano qualcosa di completamente diverso, i bosoni mediatori erano piuttosto massivi. Come riconciliare questa fastidiosa discrepanza? 

La rottura spontanea della simmetria

Quando i fisici si trovano davanti a questi problemi tendono ad essere conservatori, non sempre per mancanza di spirito innovativo, ma perché se le cose hanno funzionato bene fino ad allora si tenta (fino a quando è possibile) in un certo senso di "salvare il salvabile" e di estendere la teoria. Ed ecco che a questo punto entra in scena l'oggigiorno famoso fisico scozzese Peter Higgs, ed io finalmente raggiungo lo scopo iniziale del post!!
Cinque dei sei vincitori del Premio Sakurai del 2010 per i lavori sulla rottura spontanea della simmetria.
 Da sinistra a destra: Kibble, Guralnik, Hagen, Englert, e Brout (manca Higgs). Fonte: www.wikipedia.it 
La soluzione proposta si basa sul lavoro teorico svolto indipendentemente, negli anni '60, da Peter Higgs, da François Englert con Robert Brout e da Gerald Guralnik insieme C. R. Hagen  e Tom Kibble. Il meccanismo risultante (che viene indicato con il nome del solo Higgs), si basa sull’idea di rottura spontanea della simmetria.

Esempio di rottura di simmetria.
Per comprendere meglio il concetto di rottura di una simmetria facciamo ricorso ad un'analogia. Immaginiamo una pallina che si trovi in cima ad un corpo a forma di cappello da messicano, come mostrato in figura. Finchè la pallina rimane ferma nel punto più alto vi è una situazione di perfetta simmetria: ruotando il cappello non saremo in grado di individuare nessun punto privilegiato. D'altra parte il fatto che la pallina si trovi nella posizione più alta permessa rappresenta per il sistema lo stato di maggiore energia, per cui la tendenza naturale sarà quella di minimizzare quest'ultima e in presenza di disturbi casuali la pallina scivolerà verso il basso. Tuttavia dal momento che non esiste una direzione privilegiata, a priori non siamo in grado di dire in quale direzione esatta cadrà la pallina. La scelta della direzione è del tutto casuale, ma una volta che la scelta è stata presa ci ritroveremo con un sistema in cui la simmetria è stata rotta spontaneamente.
Ritornando quindi al problema di conferire una massa ai bosoni mediatori della forza debole, possiamo immaginare di sfruttare tale meccanismo di rottura spontanea della simmetria per passare da una situazione in cui l'interazione elettromagnetica e quella debole sono unificate (e come abbiamo visto tanto i bosoni W e Z che il fotone sono privi di massa) ad un'altra configurazione in cui queste due interazioni appaiono distinte. Il problema è che la sola rottura della simmetria elettrodebole non basta (per i più esperti questa rottura è causata dall'introduzione di un campo scalare a due componenti il cui stato di vuoto non è zero e dalla conseguente scelta di vuoto particolare su cui operare lo sviluppo perturbativo); ora abbiamo una nuova Lagrangiana caratterizzata da un grado di simmetria inferiore.(**) nota a piè di pagina. 


Il meccanismo di Higgs

Il passo successivo di Peter Higgs è stato quello di imporre che tale Lagrangiana fosse nuovamente invariante sotto le ormai note trasformazioni di gauge locali. Quali sono le conseguenze? Come avrai potuto intuire, questo comporta la comparsa di un nuovo campo, a cui è associata una particella dotata di massa, il famoso campo e bosone di Higgs rispettivamente! Inoltre magicamente ora compaiono nella Lagrangiana anche i termini di massa per i mediatori della forza debole. Per di più siamo rimasti con una Lagrangiana che è invariante sotto trasformazioni di gauge locali, come richiesto dal Modello Standard.
Big Bang
Unificazione delle diverse interazioni in funzione della temperatura/tempo/energia. Mentre l'unificazione della forza elettrodebole è contemplata nel MS, l'unificazione della forza forte è prevista da diversi modelli che estendono il MS, mentre per la gravità la questione è ancora più complicata e sia la teoria delle stringhe che la teoria della gravità quantistica a loop hanno questo scopo. Fonte: www.infn.it
Nell'universo attuale sappiamo che i bosoni W e Z sono piuttosto massivi, mentre al contrario il fotone risulta essere privo di massa. Naturalmente questa configurazione non è la sola possibile, ci saremmo potuti anche ritrovare in un universo in cui tutti i bosoni mediatori sono dotati di massa. Questa precisa scelta è proprio da imputarsi alla rottura spontanea di simmetria, che tra le tante configurazioni possibili ha fatto sì di selezionarne una particolare. Ma quando è stata fatta questa scelta particolare e come si è rotta la simmetria tra la forza elettromagnetica e quella debole? Questo si pensa sia avvenuto negli istanti successivi al Big Bang, a causa del raffreddamento dell'universo.  
Possiamo capire meglio come alla diminuzione di temperatura e quindi una diminuzione dell'energia (esiste una semplice relazione tra energia e temperatura) possa essere associata una rottura spontanea di simmetria, facendo ricorso o all'esempio della magnetizzazione (che però richiederebbe una lunga digressione) oppure al comportamento di una trottola in rotazione. Quando la trottola è in rapida rotazione (ciò possiede una grande energia) l'asse della trottola è perfettamente verticale rispetto al pavimento e questo corrisponde ad una simmetria rotazionale: tutte le direzioni del piano orizzontale sono equivalenti tra loro. Man mano che la velocità di rotazione diminuisce fino a quando la trottola si ferma (situazione che corrispondente ad una energia minore), quest'ultima è costretta a "cadere" individuando una direzione particolare nel pavimento. In tal modo si perde la simmetria iniziale: la simmetria si è rotta in modo spontaneo! 
Allo stesso modo si pensa che ad una temperatura di circa 1015 K sia avvenuta quella particolare scelta del set di valori delle masse dei bosoni mediatori della forza elettrodebole, che ha lasciato il fotone esattamente privo di massa e i bosoni W e Z con una massa molto più grande, questa peculiarità incidentalmente rende proprio il range e l'intensità della forza elettromagnetica e debole così diversi tra loro, come ora le conosciamo.


La massa dei fermioni
In realtà  quello che usualmente viene citato come meccanismo di Higgs da tutti i giornali, ma anche dagli uomini di scienza che hanno cercato di fare divulgazione nei piccoli spazi concessi loro, è il passo seguente al meccanismo di Higgs vero e proprio. L'intuizione successiva è infatti quella di pensare che se esiste un campo di Higgs che permea tutto lo spazio con un valore non nullo anche nel vuoto, esso potrebbe essere responsabile anche della massa dei quark e dei leptoni (fermioni), la cui interazione con il campo conferisce loro un’inerzia e quindi una massa. Infatti nel Modello Standard anche i leptoni e i quark sono presi senza massa in quanto il termine di massa contenuto nella Lagrangiana non è invariante sotto la simmetria elettrodebole. \[\mathcal{L}=\overline{\psi}\left(i\gamma^{\mu}D_{\mu}-m\right)\psi-\frac{1}{4}F_{\mu\nu}F^{\mu\nu}\]
Infatti il termine - mΨbarΨ che coinvolge la massa, denotata con m, non è invariate!!
Quindi i leptoni e i quark sono presi inizialmente senza massa (che chiaramente non corrisponde alla natura che ci circonda, dove protoni, elettroni e così via sono dotati di massa!), ma se si assume che possano interagire con il campo di Higgs, risfruttando il procedimento della rottura spontanea della simmetria  siamo in grado di far comparire nella Lagrangiana due termini: uno rappresenta il solito termine di massa e l'altro rappresenta la reale interazione (che risulta essere proporzionale alla massa delle particelle). Questa interazione può essere compresa con la solita analogia di un fluido viscoso. Se immaginiamo che il campo di Higgs permei tutto l'universo e immaginiamo che le particelle si muovano attraverso questo campo, allora  esse a seconda che interagiscano più o meno con il fluido subiranno un rallentamento più o meno marcato. Le particelle che interagiscono debolmente con il campo di Higgs non saranno sensibilmente rallentate e potranno muoversi alla velocità della luce o quasi (queste sono le particelle con massa piccola o nulla, rispettivamente neutrini e fotoni), mentre le particelle che interagiscono fortemente con il campo di Higgs verranno rallentate maggiormente e questo rallentamento, interpretato come una resistenza, è imputato all'inerzia delle particelle e quindi alla loro grande massa.
La resistenza al moto dei nuotatori a seconda della tavoletta da nuoto utilizzata, a causa della diversa resistenza dell'acqua, può essere interpretata come una  diversa massa degli stessi, così come le diverse masse delle particelle possono essere interpretate come differenti interazioni con il campo di Higgs a seconda del tipo di particella. Fonte: www.infn.it.
Come tutte le analogie comunque quest'ultima sebbene chiarificatrice ha delle limitazioni. Innanzitutto il rallentamento non è un processo continuo, infatti nel caso dei nuotatori se essi non continuassero a "pinneggiare" proprio a causa dell'attrito dell'acqua si fermerebbero, questo non capita alle particelle elementari che, in assenza di altri disturbi (ed anche in presenza dell'interazione con il campo di Higgs), procedono indisturbate alla stessa velocità iniziale. Inoltre un campo di Higgs che permei l'universo potrebbe pericolosamente reintrodurre in maniere implicita il concetto di un etere (un sistema di riferimento privilegiato) che faticosamente Einstein con la sua teoria della relatività aveva rimosso dalla fisica. 
Per quanto riguarda la varietà delle masse delle particelle che si riscontrano in natura il meccanismo di Higgs purtroppo non permette di capire il perchè di tutta questa varietà. Sebbene infatti esso ci fornisca un indizio interessante (l'interazione risulta essere proporzionale alla stessa massa delle particelle) il problema è semplicemente spostato al capire perchè, per esempio, un elettrone interagisca meno del suo cugino muone con il campo di Higgs, ma la massa delle particelle rimane ancora un parametro ad hoc del Modello Standard. Un altro "problema" o per lo meno una difficoltà concettuale, è quello del comprendere la massa del bosone di Higgs stesso; una domanda frequente è la seguente: "se il bosone di Higgs conferisce la massa alle altre particelle come mai esso stesso ha massa?". La risposta rigorosa invocherebbe un'interazione tra il bosone di Higgs con sè stesso in un vertice a tre Higgs descritto dai diagrammi di Feynman, ma questa sorta di autointerazione è difficile da comprendere con delle analogie semplicistiche.

Qualche piccolo commento...

Spero di aver chiarito almeno parzialmente il motivo per il quale il bosone di Higgs era ed è considerato così importante per il Modello Standard, tanto da giustificare anni e anni di sforzi da parte di una grandissima parte della comunità dei fisici. La sua individuazione permette di dare una coerenza formale all'intero modello, in quanto un modello che descriva le tre interazioni fondamentali tra le particelle elementari con tutti i mediatori considerati però privi di massa è davvero insoddisfacente. Se d'altra parte tenete conto del fatto che, a dispetto di questa grossa mancanza, tale modello ha regalato delle predizioni sperimentali forse tra le più accurate di tutta la fisica, questo "non poteva essere solo un caso", quindi era convinzione diffusa che il modello doveva essere più completo e che il bosone di Higgs andasse trovato! Ora che sembra che questo bosone sia stato scovato al CERN di Ginevra i fisici, Higgs in primis, sono abbastanza soddisfatti. Naturalmente dal momento che i fisici sono persone che non si accontentano mai difficilmente questa sarà la fine della storia! Esistono già delle estensioni al Modello Standard, dove potrebbe esistere una (o più) variante del bosone "standard" e questo potrebbe essere ancora più eccitante. Ora attendiamo le misure certosine delle proprietà di questa nuova particella scoperta per capire più in dettaglio se c'è spazio anche per una "Nuova Fisica" oltre il Modello Standard.
L'ultimo messaggio che voglio lasciare in questo post è: "attenzione alle analogie, esse sono strumenti preziosissimi sia per la ricerca di paradigmi nuovi nella comprensione dei fenomeni fisici, sia per la divulgazione dei concetti che richiederebbero spiegazioni troppo specialistiche e lunghe, ma non se ne faccia un abuso per non snaturare la bellezza delle teorie originali e delle conquiste dell'intelletto umano!".


Voglio però scusarmi per l'essere stato così prolisso (nonostante tutte queste parole tuttavia molti concetti sono rimasti scoperti, ci credete? Il primo tra tutti è il significato fisico dell'attributo bosone riferito ad una particella. Mi riservo un post in cui cercherò di spiegare la distinzione tra bosoni e fermioni).  Detto ciò ora volevo lasciarvi con qualcosa di più leggero :). Sapete ora rispondere alla domanda "Do you understand the Higgs Boson?" Se non avete ancora le idee chiare seguite questo percorso: 
Se l'avete compreso forse la vostra vita non cambierà, ma avrete in mano un tecnica di seduzione assicurata, seguite il consiglio di Wolowitz della serie TV "The Big Bang Theory"!! Potrete sussurrare alla vostra amata: "YOU ARE THE HIGGS BOSON OF MY LIFE..   BECAUSE WITHOUT YOU, MY UNIVERSE WON'T "MATTER" :)

You are the Higgs Boson of my life
Note:
  • Questo post è stato redatto "a due mani" con la preziosa collaborazione di Francesca Dordei.
  • (*) Sarebbe affascinate spiegare cosa sono le antiparticelle, come sono state predette e trovate sperimentalmente, questo sarà di certo un tema che affronterò in un altro post, un po' di pazienza :)
  • (**) In realtà, per essere più precisi, dopo la rottura spontanea di simmetria rimaniamo con un bosone scalare privo di massa, dal teorema di Goldstone: "La rottura spontanea di una simmetria globale continua è sempre accompagnata dall’apparizione di una o più particelle di massa nulla scalari (spin-0), i cosìddetti bosoni di Goldstone.
  •  Per una spiegazione divulgativa e simpatica del bosone di Higgs guarda  questo video.



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