CRONACA – Il bosone di Higgs esiste ed è stato finalmente trovato!
«I think we have it. Do you agree?». Si conclude con queste parole divertite, pronunciate da Rolf-Dieter Heuer, direttore generale del CERN, lo storico – possiamo ora dirlo – incontro che si è svolto questa mattina a Ginevra. Il bosone di Higgs, questa misteriosa particella senza la quale la materia come noi la conosciamo non esisterebbe e che per molti anni i fisici hanno inseguito senza sosta, è stata finalmente trovata e la fisica compie così un balzo in avanti.
La notizia dell’annuncio di una possibile grande scoperta era nell’aria da qualche giorno. La sala conferenze del CERN, il più grande laboratorio di fisica delle particelle del mondo, era questa mattina gremita di persone in trepidante attesa. A loro si univano migliaia di utenti collegati via web per assistere all’evento in diretta streaming. Anche sui social network si percepiva in tempo reale l’eccitazione generale: molti ammettevano di non avere ben chiara l’idea di cosa si stesse parlando ma c’era il desiderio di esserci comunque, di partecipare.
Ma perché tutta questa agitazione per una particella? Il fatto è che trovare il bosone di Higgs non significa semplicemente “trovare un’altra particella”. Significa trovare la prova di quello che è considerato il meccanismo con cui si genera la massa di tutte le particelle fondamentali, e quindi anche noi stessi, ed è inoltre la prova che l’universo è riempito da un campo che genera massa.
Il campo di Higgs può essere infatti immaginato come una melassa che riempie l’universo: le particelle che vi viaggiano attraverso vengono rallentate da questo campo e diventano più pesanti, appunto come se acquisissero massa. In questo senso il bosone di Higgs è la particella responsabile della massa di tutte le altre: perché trasmette il campo di Higgs in modo analogo a come un fotone, la particella della luce, trasmette il campo elettromagnetico.
Ma torniamo al CERN. Per poter ricreare queste particelle sono necessarie infatti energie estremamente elevate e solo grandi acceleratori di particelle come LHC (Large Hadron Collider) al CERN di Ginevra sono in grado di farlo. La tecnica usata è quella delle collisioni: si fanno scontrare le particelle a alta energia per produrre altre particelle, tra cui il bosone di Higgs. Quest’ultimo decade in particelle più leggere – un po’ come se la collisione lo frantumasse in pezzi più piccoli – che a loro volta decadono in altre particelle. Ricostruendo questo percorso di decadimenti e confrontandolo con le simulazioni fatte al computer si può risalire ai possibili valori della massa del bosone. Ed è proprio il successo di quest’ultimo passaggio che è stato annunciato stamattina.
Ci sono stati due esperimenti che, lavorando in parallelo, hanno portato alla scoperta del bosone di Higgs e alla determinazione della sua massa: CMS (Compact Muon Solenoid) e ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). Si tratta di esperimenti enormi non solo per le dimensioni fisiche degli apparati ma anche per gli aspetti umani: la realizzazione, la gestione e l’analisi di questi esperimenti coinvolge infatti, a livello internazionale, migliaia di ricercatori, centinaia di istituti scientifici e decine di paesi.
Vale la pena usare un po’ di gergo tecnico per spiegare l’importanza della scoperta. Entrambi gli esperimenti hanno identificato la massa del bosone di Higgs intorno a valori simili: 125.3 GeV (CMS) e 126.5 GeV (ATLAS). Ma la scoperta vera sta nella precisione con cui sono stati trovati questi valori: 4.9 sigma e 5.0 sigma. Per capirsi, quando un fisico dice che è sicuro entro “5 sigma” di qualcosa, vuol dire che è sicuro al 99.9999%.
Quello che infatti è mancato fino a oggi era proprio quel numero: 5 sigma. Già alla fine del 2011, infatti, CMS e ATLAS avevano presentato i primi risultati ma la statistica in quel caso era troppo bassa (124 GeV a 2.6 sigma per CMS e 125-126 GeV a 3.6 sigma per ATLAS) per poter affermare la cosa con certezza. Ora finalmente, dopo decine di anni e quantità impressionanti di dati, si è finalmente giunti a una conclusione che non lascia dubbi: il bosone di Higgs c’è e lo vediamo!
Il pubblico presente al CERN ha reagito con applausi e un tifo da stadio, come è stato definito dai presenti, all’annuncio dei risultati. Nella commozione generale, anche Peter Higgs, uno dei primi ricercatori a ipotizzare l’esistenza di questa particella nel 1964 e da cui la particella ha preso il nome, si è lasciato andare a qualche lacrima: «It’s an incredible thing that it happened in my lifetime!»
Crediti immagine: willc2 (Flickr)
