Dopo le indiscrezioni dei giorni scorsi, gli scienziati confermano: svelata l'identità della particella subatomica chiave per la formazione di stelle e pianeti. Ma in cosa consiste davvero la rivelazione? LA SCHEDA
Gli scienziati del centro di ricerca Cern vicino a Ginevra, in Svizzera, hanno svelato le loro ultime scoperte nella loro ricerca del bosone di Higgs, la particella subatomica chiave per la formazione di stelle, pianeti e della vita stessa dopo il Big Bang 13,7 miliardi di anni fa. Ma in cosa consiste davvero la scoperta? Proviamo a capirlo, rispondendo a quattro domande.
Cos'è il bosone di Higgs? - Il bosone di Higgs è l'ultimo pezzo mancante dello Standard model, il modello standard, la teoria che descrive la costruzione dell'universo. Le altre 11 particelle predette dal modello sono state trovate e la scoperta di quella di Higgs validerebbe il modello. Escluderla o trovare qualcosa di diverso costringerebbe a ripensare la teoria su come l'universo si è formato. Gli scienziati credono che nel primo miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, l'universo fosse un gigantesco brodo primordiale di molecole, veloci come la luce e senza alcuna massa. In base alla teoria, attraverso la loro interazione col campo di Higgs, hanno poi guadagnato consistenza e formato l'universo. Il campo di Higgs è un campo energetico invisibile e teorico che pervade l'intero cosmo. Alcune molecole, come i fotoni che creano la luce, non sono coinvolte dal campo e perciò non hanno massa. La particella è teorica, citata per la prima volta nel 1964 da sei fisici, compreso il britannico Peter Higgs. La ricerca è iniziata negli anni 80, prima al Fermilab vicino a Chicago nell'acceleratore di particelle Tevatron e più tardi in un macchinario simile al Cern, con un'impennata a partire dal 2010.
Cos'è il modello standard? - Il modello standard rappresenta per i fisici quello che la teoria dell'evoluzione rappresenta per i biologi. E' la miglior spiegazione che i fisici hanno su come parti dell'universo stiano insieme e descrive 12 fondamentali particelle, governate da quattro forze base. Ma l'universo è un posto enorme e il modello standard ne spiega solo una parte. Gli scienziati hanno individuato un gap tra quello che riescono a vedere e quello che deve esserci. Il gap deve essere riempito da qualcosa che non comprendiamo completamente, che è stato soprannominato "materia oscura". Anche le galassie sfrecciano via una dall'altra in modo più veloce rispetto alle forze che conosciamo. Questo gap viene definito "energia oscura". Confermare il modello standard, o magari modificarlo, sarebbe un passo in avanti verso il santo gral della fisica: una "teoria del tutto" che abbracci materia oscura, forza oscura e forza di gravità, che il modello standard non spiega. Potrebbe chiarire anche idee più esoteriche, come la possibilità di universi paralleli.
Che cos'è l'acceleratore di particelle del Cern? - Il Large hadron collider del Cern è il più grande e potente acceleratore di particelle, situato in un tunnel di 27 km al confine franco-tedesco. La sua costruzione è costata tre miliardi di euro. Due fasci di protoni vengono sparati in opposte direzioni prima di scontrarsi e creare diversi milioni di particelle ogni secondo, ricreando le condizioni di quella frazione di secondo dopo il Big Bang, quando si crede che il campo di Higgs si sia "acceso". L'enorme quantità di dati prodotti è stata esaminata da un serie di computer. Di tutte le migliaia di miliardi di collisioni, solo poche si sono rivelate giuste per svelare la particella di Higgs.
Qual è il limite della prova? - Per rivendicare una scoperta, gli scienziati hanno stabilito un target per avere la certezza della prova, definito "5 sigma". Questo significa che c'è una probabilità inferiore a uno su un milione che le loro conclusioni sui dati raccolti dall'acceleratore siano il risultato di un caso statistico. I due team a caccia del bosone di Higgs al Cern, chiamate Atlas e Cms, hanno ora due volte il quantitativo di dati che consente loro di rivendicare "allettanti scorci" sulla particella e ciò potrebbe spingere i loro risultati oltre quel limite.
Cos'è il bosone di Higgs? - Il bosone di Higgs è l'ultimo pezzo mancante dello Standard model, il modello standard, la teoria che descrive la costruzione dell'universo. Le altre 11 particelle predette dal modello sono state trovate e la scoperta di quella di Higgs validerebbe il modello. Escluderla o trovare qualcosa di diverso costringerebbe a ripensare la teoria su come l'universo si è formato. Gli scienziati credono che nel primo miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, l'universo fosse un gigantesco brodo primordiale di molecole, veloci come la luce e senza alcuna massa. In base alla teoria, attraverso la loro interazione col campo di Higgs, hanno poi guadagnato consistenza e formato l'universo. Il campo di Higgs è un campo energetico invisibile e teorico che pervade l'intero cosmo. Alcune molecole, come i fotoni che creano la luce, non sono coinvolte dal campo e perciò non hanno massa. La particella è teorica, citata per la prima volta nel 1964 da sei fisici, compreso il britannico Peter Higgs. La ricerca è iniziata negli anni 80, prima al Fermilab vicino a Chicago nell'acceleratore di particelle Tevatron e più tardi in un macchinario simile al Cern, con un'impennata a partire dal 2010.
Cos'è il modello standard? - Il modello standard rappresenta per i fisici quello che la teoria dell'evoluzione rappresenta per i biologi. E' la miglior spiegazione che i fisici hanno su come parti dell'universo stiano insieme e descrive 12 fondamentali particelle, governate da quattro forze base. Ma l'universo è un posto enorme e il modello standard ne spiega solo una parte. Gli scienziati hanno individuato un gap tra quello che riescono a vedere e quello che deve esserci. Il gap deve essere riempito da qualcosa che non comprendiamo completamente, che è stato soprannominato "materia oscura". Anche le galassie sfrecciano via una dall'altra in modo più veloce rispetto alle forze che conosciamo. Questo gap viene definito "energia oscura". Confermare il modello standard, o magari modificarlo, sarebbe un passo in avanti verso il santo gral della fisica: una "teoria del tutto" che abbracci materia oscura, forza oscura e forza di gravità, che il modello standard non spiega. Potrebbe chiarire anche idee più esoteriche, come la possibilità di universi paralleli.
Che cos'è l'acceleratore di particelle del Cern? - Il Large hadron collider del Cern è il più grande e potente acceleratore di particelle, situato in un tunnel di 27 km al confine franco-tedesco. La sua costruzione è costata tre miliardi di euro. Due fasci di protoni vengono sparati in opposte direzioni prima di scontrarsi e creare diversi milioni di particelle ogni secondo, ricreando le condizioni di quella frazione di secondo dopo il Big Bang, quando si crede che il campo di Higgs si sia "acceso". L'enorme quantità di dati prodotti è stata esaminata da un serie di computer. Di tutte le migliaia di miliardi di collisioni, solo poche si sono rivelate giuste per svelare la particella di Higgs.
Qual è il limite della prova? - Per rivendicare una scoperta, gli scienziati hanno stabilito un target per avere la certezza della prova, definito "5 sigma". Questo significa che c'è una probabilità inferiore a uno su un milione che le loro conclusioni sui dati raccolti dall'acceleratore siano il risultato di un caso statistico. I due team a caccia del bosone di Higgs al Cern, chiamate Atlas e Cms, hanno ora due volte il quantitativo di dati che consente loro di rivendicare "allettanti scorci" sulla particella e ciò potrebbe spingere i loro risultati oltre quel limite.
