Il bosone di higgs spiegato ai bambini

Il Large Hadron Collider spiegato

Come è nato l'universo e come si sta espandendo? Il fisico del CERN Tom Whyntie mostra come i cosmologi e i fisici delle particelle esplorano queste domande replicando il calore, l'energia e l'attività dei primi secondi del nostro universo, subito dopo il Big Bang.

Nella nostra società circola una quantità impressionante di dati. I fisici del CERN hanno riflettuto per decenni su come archiviare e condividere i loro dati, stimolando la globalizzazione di Internet e "risolvendo" il problema dei big data. Tim Smith ripercorre il coinvolgimento del CERN nei big data da 50 anni fa a oggi.

I greci avevano una formula semplice ed elegante per l'universo: terra, fuoco, vento e acqua. Si scopre che c'è molto di più, molto di più. La materia visibile (che va oltre i quattro elementi greci) comprende solo il 4% dell'universo.  Lo scienziato del CERN James Gillies ci spiega cosa rappresenta il restante 96% (materia oscura ed energia oscura) e come potremmo individuarlo.

Le particelle si presentano a coppie, motivo per cui nell'universo dovrebbe esserci una quantità uguale di materia e antimateria. Eppure gli scienziati non sono riusciti a rilevare l'antimateria nell'universo visibile. Dove si trova questa particella mancante?  Lo scienziato del CERN Rolf Landua torna ai secondi successivi al Big Bang per spiegare la disparità che permette all'uomo di esistere oggi.

Celebrazione del 10° anniversario della scoperta del bosone di Higgs

Il campo di Higgs è un campo di energia che si pensa esista in ogni regione dell'universo. Il campo è accompagnato da una particella fondamentale nota come bosone di Higgs, che viene utilizzata dal campo per interagire continuamente con altre particelle, come l'elettrone. Le particelle che interagiscono con il campo "ricevono" una massa e, in modo simile a un oggetto che passa attraverso la melassa, diventano più lente man mano che lo attraversano. Il risultato di una particella che "guadagna" massa dal campo è l'impedimento della sua capacità di viaggiare alla velocità della luce.

La massa in sé non è generata dal campo di Higgs; l'atto di creare materia o energia dal nulla violerebbe le leggi di conservazione. La massa viene invece acquisita dalle particelle attraverso le interazioni del campo di Higgs con il Bosone di Higgs. I bosoni di Higgs contengono la massa relativa sotto forma di energia e, una volta che il campo ha dotato una particella precedentemente priva di massa, la particella in questione rallenterà perché ora è diventata "pesante".

Il conferimento di massa a un oggetto viene definito effetto Higgs. Questo effetto trasferisce massa o energia a qualsiasi particella che lo attraversa. La luce che lo attraversa acquista energia, non massa, perché la sua forma d'onda non ha massa, mentre la sua forma di particella viaggia costantemente alla velocità della luce.

La particella di Dio con Brian Greene (sessione completa)

È passato un decennio da quando l'umanità ha ufficialmente scoperto ciò che rende possibile la nostra esistenza. Il 4 luglio 2012, gli scienziati hanno annunciato l'osservazione del bosone di Higgs, l'inafferrabile particella che conferisce la massa a quasi tutte le altre particelle, gettando così le basi della materia che forma noi e tutto ciò che vediamo intorno a noi nell'universo.

"L'Higgs è fondamentalmente legato ad aspetti chiave dell'universo. È stato meraviglioso e sorprendente che siamo riusciti a scoprirlo e quanto abbiamo imparato da allora, ma dal mio punto di vista il lavoro è appena iniziato", ha detto il fisico David Miller, uno dei molti ricercatori dell'Università di Chicago che hanno lavorato al Large Hadron Collider dove è stato scoperto l'Higgs e dove la ricerca su di esso continua.

La particella di Higgs è una manifestazione del cosiddetto campo di Higgs, un campo energetico che pervade ogni cosa nell'universo. "Non ce ne accorgiamo; il campo di Higgs è come l'aria per noi, come l'acqua per i pesci", ha scritto il comitato del Nobel quando ha assegnato la ricerca nel 2013.

Che cos'è il Bosone di Higgs?

Immagine: Un grafico che mostra le tracce della collisione di particelle nell'esperienza del Compact Muon Solenoid (CMS) è raffigurato con un'esperienza a bassa velocità alla mostra Universe of Particles del CERNFotografie: CERN

E ora? I dati registrati finora nel 2012 non sono stati analizzati completamente e l'LHC sta ancora raccogliendo dati. Ulteriori analisi sono necessarie e in corso. Nonostante la forte evidenza della sua esistenza, le proprietà del bosone di Higgs devono essere esplorate e comprese. Man mano che la particella viene identificata e studiata in modo più completo, i modelli fisici dovranno essere aggiornati. Ma questo non significa che la rivelazione del 4 luglio non sia esattamente una scoperta? I risultati presentati il 4 luglio sono stati etichettati come preliminari.  Si basano su dati raccolti nel 2011 e nel 2012, mentre quelli del 2012 sono ancora in fase di analisi.  Un quadro più completo delle osservazioni di mercoledì emergerà nel corso dell'anno, dopo che l'LHC avrà fornito agli esperimenti ulteriori dati. Il prossimo passo sarà quello di determinare la natura precisa della particella e il suo significato per la nostra comprensione dell'universo. Le sue proprietà corrispondono a quelle previste per il bosone di Higgs, a lungo ricercato, l'ultimo ingrediente mancante nel Modello Standard della fisica delle particelle? O si tratta di qualcosa di più esotico? Il Modello Standard descrive le particelle fondamentali di cui siamo fatti noi, e ogni cosa visibile nell'universo, e le forze che agiscono tra loro. Tutta la materia che possiamo vedere, tuttavia, sembra essere non più del 4% circa del totale. Una versione più esotica della particella di Higgs potrebbe essere un ponte verso la comprensione del 96% dell'universo che rimane oscuro.Clicca su NEXT per andare avanti...