LA GARA PER IL BOSONE SI SCALDA

Articolo apparso su Panorama.it
http://blog.panorama.it/hitechescienza/2009/02/20/sinfiamma-la-corsa-per-la-particella-di-dio-gli-americani-vicini-alla-scoperta/

Il Large Hadron Collider (LHC), l’acceleratore di particelle del CERN di Ginevra, attivato per la prima volta lo scorso settembre e spento poco giorni dopo per un guasto che lo rende attualmente inutilizzabile, è stato costruito, nel corso degli ultimi 10 anni, con l’obiettivo dichiarato di dimostrare l’esistenza del Bosone di Higgs.

Quella che è stata (fantasiosamente) definita la “particella di dio”, perché spiegherebbe come mai le particelle (e quindi tutto ciò che esiste nell’Universo) abbiano una massa, è l’ultima particella mancante nel modello Standard della fisica subnucleare. Nel 1995, infatti, due gruppi separati di scienziati del Fermilab, l’acceleratore americano situato nello stato di New York, hanno “trovato” l’altra particella mancante, il Top Quark.

Secondo gli scienziati, la scoperta del Bosone, la cui esistenza è stata ipotizzata dal fisico Peter Higgs negli anni ’60 e pare essere supportata da numerose teorie matematiche, sarebbe fondamentale per capire la struttura dell’Universo e spiegare come mai esistono la materia e l’energia oscura (che compongono la maggior parte dell’Universo). Per questo sono stati investiti miliardi di euro nella costruzione dell’LHC che, in teoria, dovrebbe essere talmente potente da accelerare (e far collidere) particelle più “pesanti” (gli adroni) che danno maggiori possibilità di scoprire il Bosone.

Pare però che gli scienziati del Fermilab, ottimizzando il vecchio acceleratore a loro disposizione, possano essere in grado di dimostrare l’esistenza del Bosone entro la fine del prossimo anno. Sarebbe una beffa per gli scienziati del CERN, che al momento stanno lavorando a pieno ritmo per riattivare l’LHC ma che probabilmente non riusciranno a effettuare i primi test fino alla fine del 2009.

Tutto dipende dalle effettive dimensioni del Bosone. Secondo le teorie matematiche la particella mancante avrebbe una massa inclusa tra 184 e 114 GeV (GeV = Gigaelectron Volt: un protone ha una massa di 0,938 GeV). Gli ultimi test realizzati escludono una massa superiore ai 170 GeV ma, più vicina la massa del bosone è a 170 GeV, maggiori sono le possibilità di successo per Fermilab: un Bosone di 150 GeV potrebbe essere scoperto entro la fine della prossima estate, mentre se la massa fosse intorno ai 120 GeV si andrebbe fino alla fine del 2010, con la possibilità per il CERN di rientrare in corsa.

Chiaramente non è una vera gara: molti degli scienziati che lavorano ai due esperimenti sull’acceleratore Tevatron di Fermilab (CDF e DZero) lavorano anche al CERN (e viceversa) e gli USA stessi hanno contribuito con oltre mezzo miliardo di dollari alla costruzione del centro europeo. Se il Bosone venisse individuato da Fermilab, inoltre, la scoperta dovrebbe comunque essere confermata da un altro esperimento indipendente.

Il CERN, che, attraverso gli esperimenti ATALS, CMS, ALICE e LHCb, rappresenta un gigantesco salto in avanti in questo campo dal punto di vista tecnologico, sarà il centro globale della ricerca sulla fisica subnucleare nei decenni a venire e potrebbe poi utilizzare la scoperta del Bosone per portare avanti nuovi esperimenti e studi nel campo della materia e dell’energia oscura.

Altre discussioni impazzano su quanto sia realmente necessario individuare questa particella elusiva, la cui esistenza è stata teorizzata ma mai dimostrata nonostante decenni di costosissime ricerche. Grazie al Bosone, si potrebbero spiegare le teorie relative al Big Bang e all’energia oscura, mentre se la sua esistenza dovesse essere esclusa, tutta la fisica subnucleare moderna andrebbe rivista. Le applicazioni pratiche di questa scoperta sono difficili da immaginare ma, oltre a rappresentare uno dei più ambiziosi progetti di collaborazione internazionale, il CERN ha comunque già offerto molti contributi al mondo moderno in termini di tecnologie, dallo sviluppo dei supporti ottici (CD) a quello di Internet e del GRID (distributed computing).