Molti americani festeggeranno oggi il compleanno del Paese, ma il 4 luglio anche fisici e nerd della scienza celebreranno il decimo anniversario della scoperta del bosone di Higgs, noto anche come “particella di Dio”.
Forse non hai familiarità con il fisico Peter Higgs, che per primo predisse l’esistenza della nuova particella negli anni ’60 e ipotizzò che siamo circondati da un oceano di informazioni quantistiche noto come campo di Higgs, ma la sua scoperta vincitrice del Premio Nobel rende tutto il resto possibile. Nel nostro mondo è possibile.
L’esistenza del bosone di Higgs è una delle ragioni per cui tutto ciò che vediamo, inclusi noi stessi, tutti i pianeti e le stelle, ha massa ed esiste, motivo per cui è stato chiamato “particella di Dio”.
La particella che Higgs ei suoi fisici postularono nel 1964 potrebbe guadagnare massa solo interagendo con un campo che permea l’intero universo. Cioè, se il campo non fosse presente, le particelle galleggerebbero liberamente e si muoverebbero alla velocità della luce.
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La scoperta del bosone di Higgs nel luglio 2012 costituisce la base per l’esistenza di tutte le particelle elementari nel nostro universo. L’immagine sopra è una visualizzazione di un evento registrato nel rivelatore CMS al Large Hadron Collider del CERN. Mostra le proprietà attese dal decadimento del bosone di Higgs SM in una coppia di fotoni
A differenza di molte altre scoperte degne di nota, il bosone di Higgs semplicemente non può essere trovato nel senso tradizionale: deve essere creato. Una volta creata, la prova del suo decadimento viene cercata nei dati raccolti presso il Large Hadron Collider del CERN.
Nel più grande acceleratore di particelle del mondo, dove i protoni vengono schiacciati insieme alla velocità della luce in un vasto tunnel di 27 chilometri simile a una pista a 300 piedi sotto terra ai confini tra Francia e Svizzera, gli scienziati sapevano di averne trovato prove. il suo decadimento nel 2012.
Molte tecnologie – nel settore sanitario, nell’industria e nell’informatica – sono state sviluppate nel decennio successivo alla prima osservazione del bosone di Higgs.
Da quando la sua scoperta è stata annunciata il 4 luglio 2012, i fisici hanno analizzato come il bosone di Higgs interagisce con altre particelle per vedere se è conforme a quello che è noto come il modello standard della fisica.
L’esistenza del bosone di Higgs, una particella subatomica che rappresenta la particella vettore del campo di Higgs, è stata proposta per la prima volta dal fisico britannico Peter Higgs nel 1964. Nella foto sopra è Higgs, che ha ricevuto il premio Nobel per la fisica per aver proposto l’esistenza del bosone di Higgs , al CERN nel luglio 2012
Il Modello Standard è una teoria euristica che spiega tre delle quattro forze principali dell’universo – elettromagnetismo, forza debole e forza forte – ma esclude la gravità.
Ci sono altri aspetti del nostro universo, come la materia oscura e l’energia oscura, che devono ancora essere spiegati dal Modello Standard.
Gli scienziati hanno studiato come il bosone di Higgs interagisce con altre particelle e cosa possono produrre i cosiddetti “accoppiamenti” – questo è stato ottenuto conducendo numerosi esperimenti e analizzando molti dati.
Entro il 2018, gli scienziati hanno determinato che il 58% dei bosoni di Higgs decade in quark b, noti anche come quark di bellezza o bottom.
Sebbene il CERN sia stato al centro dell’azione quando si tratta del bosone di Higgs, non molte persone si rendono conto che a un certo punto gli Stati Uniti sarebbero stati la patria di quello che sarebbe stato il più grande acceleratore di particelle del mondo, chiamato Tevatron.
Progettato negli anni ’80 per un sito nelle profondità di Waxahachie, in Texas, un acceleratore di particelle sarebbe stato lungo 87 chilometri con la capacità di sbattere insieme i protoni a livelli di energia più elevati di quanto sia attualmente possibile al CERN.
Tuttavia, una combinazione di disagio burocratico con il costo del progetto e disagio tra studiosi e religiosi allo stesso modo per la frase “particella di Dio” ha portato alla cancellazione del progetto nel 1993.
CERN, fondata il 29 settembre 1954, è il punto focale di una comunità di 10.000 scienziati provenienti da tutto il mondo ed è anche il luogo di nascita del World Wide Web. Ha 23 stati membri, ma gli Stati Uniti hanno solo lo status di osservatore al CERN, il che significa che non fanno parte del consiglio del CERN che prende decisioni importanti sulla sua bandiera.
Nel 2012, Higgs e il suo collaboratore Francois Englert hanno vinto il premio Premio Nobel Per “scoperta teorica del meccanismo che contribuisce alla nostra comprensione dell’origine della massa delle particelle subatomiche”.
Ci sono molte domande a cui gli scienziati sperano ancora di rispondere nei prossimi anni e decenni al CERN.
Cosa può dirci il bosone di Higgs sui primi momenti del nostro universo?
La materia oscura e la materia oscura, che costituiscono rispettivamente il 68 e il 27 per cento dell’universo, possono essere trovate dalle interazioni con il bosone di Higgs?
È possibile aprire microscopici buchi neri e l’energia potrebbe essere attratta attraverso di essi un giorno?
Possiamo rivelare maggiori informazioni sui quark b o beauty e qual è il loro significato per la singolarità?
Cosa possiamo imparare dalla teoria M, che postula che invece di sole tre dimensioni di spazio e tempo, potrebbero in effetti esserci almeno 11 dimensioni composte non dalle particelle che conosciamo ma da minuscole catene vibrazionali che interagiscono tra loro.
Verrà trasmesso il lancio di Run 3 per il Large Hadron Collider Lui vive Su tutti i canali social del CERN a partire dalle 16:00 di martedì 5 luglio.
È meglio pensare al campo di Higgs come a un campo energetico o informativo che permea tutto ciò che ci circonda. L’immagine sopra è una vista tecnica di questo campo rilasciata dal CERN
Il fisico Peter Higgs ha ipotizzato per la prima volta l’esistenza del campo di Higgs e del bosone di Higgs nel 1964. L’immagine sopra è l’articolo scientifico in cui ha dimostrato questo stato
Il CERN è una delle più grandi istituzioni scientifiche del mondo e ospita oltre 2.000 scienziati che lavorano a molti progetti di fisica. L’immagine sopra è di una serie di dipoli magnetici LHC all’interno di un tunnel alla fine del secondo lungo arresto, quando la struttura del CERN è stata aggiornata per alcuni anni in modo che i protoni potessero essere urtati insieme a intervalli di energia molto più elevati quando il 3 luglio avviare
Gli esperimenti futuri al CERN cercheranno di svelare misteri come la materia oscura e l’energia oscura. Nella foto sopra, una serie di dipoli magnetici all’interno di un tunnel presso il Large Hadron Collider del CERN
