Addio a Peter Higgs, il fisico che aveva previsto l'esistenza della "particella di Dio"
“È morto serenamente a casa dopo una breve malattia” spiega l’università di Edimburgo. Si tratta di Peter Higgs, non uno qualunque, premio Nobel per la fisica nel vicino 2013 per la teorizzazione del bosone di Higgs. Il suo lavoro è un caso esemplare per mostrare la potenza del ragionamento in fisica teorica. Egli teorizza una particella, il bosone di Higgs appunto, ma che significa teorizzare? Semplicemente usando la propria mente, e munendosi di una lavagna e del gesso, comprende, nel 1964, che c’è una particella che ancora non conosciamo e che è fondamentale per spiegare il funzionamento del nostro universo. Quasi 50 anni dopo, nel 2012, tale particella viene osservata, esiste davvero, Higgs ha avuto ragione.
Perché viene chiamata la particella di Dio?
L’idea di Higgs del 1964 è grandiosa. Riuscirebbe a spiegare in modo armonioso come mai determinate particelle abbiano massa, fino a quel momento un enigma irrisolto per i fisici teorici. Ma per esser certi che Higgs abbia ragione bisogna fare l’esperimento e trovare questa particella, esser certi che esista davvero.
Si arriva al 1993 e il bosone di Higgs non è stato ancora trovato. Delle problematiche relative alla ricerca del bosone decide di parlarne il premio Nobel Leon Lederman. Ci scrive un libro a riguardo, nel cui titolo menziona la particella di Higgs con l’appellativo di “Goddamn particle” che significa “particella maledetta”, per l’ostinazione a non farsi trovare dai ricercatori. Ma l’editore non è d’accordo e decide di usare solo le prime tre lettere della parola “Goddamn”, quindi “God”, in italiano “Dio”. Una grande scelta di marketing che ha portato grande successo al libro e voi lettori fino a questo punto dell’articolo. Ma è qui che viene il bello. Sebbene l’appellativo “particella di Dio” sia solo una trovata pubblicitaria, il bosone di Higgs ha davvero qualcosa a che fare con Dio, nel senso che spieghiamo adesso.
Il bosone di Higgs ha qualcosa a che fare con Dio?
Se volessimo ricercare l’impronta di un ipotetico creatore all’interno di una teoria fisica della natura allora dovremmo guardare alle ipotesi che costituiscono le fondamenta della suddetta teoria. Nel caso della teoria delle particelle elementari in questione allora stiamo certamente parlando dell’ ipotesi di simmetria. In parole spicciole, si suppone che la natura di base non sia discriminatoria, cioè che essa guardi democraticamente a tutte le cose, senza fare preferenze. Per fare un esempio possiamo dire che la natura guarda a tutte le direzioni allo stesso modo, non preferisce la direzione nord alla est, esse hanno lo stesso valore agli occhi di madre natura.
Facciamo un esempio pratico per comprendere l’idea di Higgs. Supponiamo di voler lanciare un normalissimo dado, composto dalle consuete sei facce. Quale faccia sarà rivolta verso l’alto dopo il lancio? Sebbene al momento del tiro ogni faccia abbia la stessa probabilità di presentarsi, quindi in principio non ci siano discriminazioni, quando il dado si ferma solo una faccia sarà rivolta verso l’alto, cioè il dado avrà compiuto una scelta. Questo meccanismo si chiama rottura spontanea della simmetria: nonostante il creatore sia democratico prima o poi dovrà compiere una scelta e quindi favorire una delle opzioni possibili alle altre, nonostante inizialmente le guardi allo stesso modo.
Facciamo ora un esempio un pò più astratto, per comprendere al meglio la profondità dell’idea di Higgs. Immaginiamo di osservare in diretta l’inizio dell’universo, che visualizziamo con il nulla assoluto. Per dar vita all’universo stesso la natura dovrà lanciare la prima particella. La natura è costretta a compiere una scelta, ad esempio la direzione in cui lanciare questa particella, nonostante non abbia preferenze inizialmente. Un ipotetico creatore deve, per forza di cose, rompere la simmetria.
Higgs comprende quanto sia fondamentale e radicata la rottura spontanea della simmetria in ogni cosa intorno a noi e prova a usare questo meccanismo all’interno della teoria delle particelle elementari per risolvere il problema scientifico del momento, dare massa alle particelle. Così introduce il campo di Higgs che, come il dado nell’esempio precedente, compie una scelta, che rompe la simmetria della teoria. La scelta è chiara ed è tale da dare massa praticamente a tutte le particelle conosciute tranne il fotone, la particella che costituisce la luce che sta incidendo sui vostri occhi per vedere l’articolo e quindi leggere queste parole. Incredibile no? Se la natura avesse fatto una scelta diversa il fotone ora sarebbe stato massivo, la luce sarebbe pesante. In altre parole, sarebbe piuttosto doloroso ricevere un raggio di luce sull’occhio.
La scoperta del bosone di Higgs del 2012 ha segnato un’ epoca e Higgs lo sapeva bene. Grazie a lui e al lavoro di molti altri fisici è ora chiaro il panorama di praticamente tutte le particelle conosciute fino ad oggi tranne la materia oscura, e di tutte le interazioni fondamentali tranne la gravità. È evidente che c’è ancora molto da capire ma per ora ringraziamo Peter Higgs per averci fatto capire qualcosa in più, per aver fatto un passo in più nella comprensione dell’universo in cui viviamo.
a cura di Giuseppe Mansi