Maledetto bosone t'abbiamo visto (ακολουθεί μετάφραση στα Ελληνικά)
COMMENTO - Giorgio Parisi, Antonello Polosa
il manifesto 2012.07.05

Immaginate di dover attraversare una grande stanza affollatissima da persone accalcate tra loro. Troverete molto faticoso passarci attraverso, dovendo spingere per farvi largo nei pochi interstizi disponibili, faticoso più o meno come se aveste dovuto attraversare la stessa stanza, vuota ma portando addosso una pesante zavorra. Bene, si pensa che l'Universo sia pervaso da un campo forze che, come una stanza affollata, rallenta le persone, ovvero, fuori dalla metafora assegna a ciascuna particella elementare una zavorra, quella che chiamiamo massa.
Le particelle elementari (protoni, neutroni, elettroni, neutrini etc...) sono i mattoni fondamentali dell'Universo che conosciamo e, come mattoni, hanno ciascuno una massa che possiamo misurare. Schematicamente, i fisici immaginano così il meccanismo da cui deriva la massa delle particelle. Ma possiamo provare l'esistenza di questo campo?
Torniamo all'esempio della stanza affollata. Le persone che la popolano chiacchierano molto ed interagiscono fra loro. Supponete di essere ad un capo della stanza e di comunicare, alla persona più vicina a voi, una qualche scabrosa notizia, a bassa voce. Il vostro vicino tenderà a riferirla a un gruppetto di suoi vicini raccogliendoli stretti intorno a sé. E questi faranno qualcosa di simile a loro volta. Nessuno si sposta dalla sua posizione, ma la notizia circola, agglomerando in sequenza piccoli gruppi d'interessati che la riferiscono in sordina.
Se guardaste la scena dall'alto vedreste qualcosa come un addensamento di teste vicine propagarsi attraverso il mare di persone. Da questa prospettiva risulterà chiaro che il grappolo stesso fatica a farsi strada nella stanza, come se fosse appesantito anch'esso da una zavorra, la sua massa.
Al Large Hadron Collider (Lhc) di Ginevra si lavora per cercare la prova dell'esistenza del «campo di Higgs», dal nome di uno dei fisici che ha proposto nel lontano 1964 il suddetto meccanismo che conferisce la massa alle particelle elementari. Questa prova è data dalla presenza della particella (o bosone) di Higgs (l'addensamento che si propaga nel campo) lasciando traccia della sua effimera esistenza nei grandi apparati di misura che scrutano nei prodotti delle collisioni frontali di protoni.
Oggi, dopo una lunghissima attesa durata tutti gli anni che sono serviti per costruire Lhc e i suoi complicatissimi «occhi» (Atlas e Cms), Fabiola Gianotti e Joseph Incandela, i portavoce di questi due esperimenti, hanno annunciato la scoperta di una particella, con una massa circa 125 volte quella del protone, che sembra essere un formidabile candidato al ruolo di particella di Higgs. Questa scoperta corona un percorso durato una cinquantina d'anni che aveva lo scopo di capire l'origine delle forze tra le particelle elementari e la loro massa.
Molti fisici erano pronti a scommettere che la particella di Higgs dovesse esistere: la teoria aveva avuto molte altre conferme sperimentali che sfortunatamente erano tutte indirette. Tuttavia c'è una differenza fondamentale tra credere nell'esistenza di una particella e nel dimostrarne sperimentalmente l'esistenza.
Fino ad oggi era sempre aperta la possibilità che l'accordo della teoria con gli esperimenti fosse stato solo casuale e che la scoperta della «non esistenza» del bosone di Higgs avrebbe fatto cascare questa costruzione come un castello di carta.
Così non è stato: con la scoperta del bosone di Higgs si chiude un lungo capitolo della fisica: rimane da dimostrare sperimentalmente se l'attuale teoria descriva accuratamente tutti i fenomeni osservabili a Lhc o, se al contrario, la teoria debba essere modificata o arricchita. Staremo a vedere!

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ:
Αναθεματισμένο μποζόνιο, επιτέλους σε είδαμε! του Τζιορτζιο Παριζι και του Αντονελο Πολοζα
Φανταστείτε να πρέπει να διασχίσετε ένα μεγάλο δωμάτιο, κατάμεστο από κόσμο που στριμώχνεται. Θα το βρίσκατε πολύ κουραστικό να το διασχίσετε, υποχρεωμένοι να σπρώχνετε για νʼ ανοίξετε δρόμο στα λίγα διαθέσιμα διάκενα, κουραστικό περίπου όσο κι αν διασχίζατε το ίδιο δωμάτιο αλλά άδειο, κουβαλώντας στην πλάτη ένα σωρό περιττά πράγματα. Ωραία, σκεφτείτε τώρα ότι το σύμπαν διαπνέεται από ένα ισχυρό πεδίο το οποίο, όπως ένα κατάμεστο δωμάτιο, επιβραδύνει τους ανθρώπους ή, κυριολεκτικά, αναθέτει σε κάθε στοιχειώδες σωματίδιο μια σαβούρα, εκείνη που αποκαλούμε μάζα.
Τα στοιχειώδη σωματίδια (πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, νετρίνα κτλ.) είναι τα θεμελιώδη δομικά υλικά, τα τούβλα του σύμπαντος, που γνωρίζουμε και, σαν τούβλα, έχουν μια μάζα που μπορούμε να μετρήσουμε. Σχηματικά, έτσι φαντάζονται οι φυσικοί τον μηχανισμό με τον οποίο παράγεται η μάζα των σωματιδίων. Αλλά μπορούμε να αποδείξουμε την ύπαρξη αυτού του πεδίου;
Ας γυρίσουμε στο παράδειγμα του κατάμεστου δωματίου. Οι άνθρωποι που βρίσκονται σʼ αυτό κουβεντιάζουν πολύ και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Υποθέστε ότι βρίσκεστε σε μια άκρη του δωματίου και ότι λέτε σʼ αυτόν που είναι πιο κοντά σας μια πικάντικη είδηση, με χαμηλή φωνή. Ο διπλανός σας θα θελήσει κι αυτός να τη διηγηθεί σε μια μικρή ομάδα, στους δικούς του διπλανούς, συγκεντρώνοντάς τους γύρω από αυτόν. Και αυτοί, με τη σειρά τους, θα κάνουν το ίδιο. Κανείς δεν μετακινείται από τη θέση του, αλλά η είδηση κυκλοφορεί, συσσωρεύοντας στη σειρά μικρές ομάδες ενδιαφερόμενων που τη διηγούνται χαμηλόφωνα.
Αν παρακολουθούσατε τη σκηνή από ψηλά, θα βλέπατε κάτι σαν συνάθροιση κοντινών κεφαλιών να διαδίδεται μέσα στην ανθρώπινη θάλασσα. Από αυτή την οπτική γωνία, φαίνεται καθαρά ότι το σμήνος θα είχε την ίδια δυσκολία να ανοίξει δρόμο μέσα στο δωμάτιο, σαν να επιβαρυνόταν και αυτό από ένα περιττό βάρος, τη μάζα του.
Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στη Γενεύη εργάζονται για να καταφέρουν να αποδείξουν την ύπαρξη του «πεδίου Higgs», από το όνομα ενός από τους φυσικούς, που το μακρινό 1964 πρότεινε τον προαναφερόμενο μηχανισμό που προσδίδει μάζα στα στοιχειώδη σωματίδια. Η απόδειξη δόθηκε από την παρουσία του σωματιδίου (ή μποζονίου) του Higgs (η συνάθροιση που διαδίδεται στο πεδίο), μέσω των ιχνών που αφήνει η εφήμερη ύπαρξή του στις μεγάλες συσκευές μέτρησης που ψάχνουν τα προϊόντα των μετωπικών συγκρούσεων των πρωτονίων.
Σήμερα, ύστερα από μακρά αναμονή που διήρκησε όσα χρόνια χρειάστηκαν για να κατασκευαστεί ο LHC και τα περίπλοκα «μάτια» του (Atlas και Cms), η Φαμπιόλα Τζανότι και ο Τζόε Ινκαντέλα, εκπρόσωποι των ομάδων των δύο αυτών πειραμάτων, ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός σωματιδίου, με μάζα 125 φορές περίπου εκείνης του πρωτονίου, που φαίνεται να είναι ένας εξαιρετικός υποψήφιος για το ρόλο του σωματιδίου Higgs. Αυτή η ανακάλυψη επιβραβεύει μια διαδρομή περίπου πενήντα ετών, που είχε στόχο να κατανοήσει την καταγωγή των δυνάμεων μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων και της μάζας τους. Πολλοί φυσικοί ήταν έτοιμοι να στοιχηματίσουν ότι το σωματίδιο Higgs έπρεπε να υπάρχει: η θεωρία είχε πολλές άλλες πειραματικές επιβεβαιώσεις, που δυστυχώς όλες τους ήταν έμμεσες. Ωστόσο, υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του να πιστεύεις στην ύπαρξη ενός σωματιδίου και να την αποδεικνύεις πειραματικά. Μέχρι σήμερα, ήταν πάντοτε ανοιχτό το ενδεχόμενο η συμφωνία της θεωρίας με τα πειράματα να ήταν μόνο συμπτωματική και η ανακάλυψη της «μη ύπαρξης» του μποζονίου του Higgs να γκρέμιζε την κατασκευή σαν πύργο από τραπουλόχαρτα.
Αυτό δεν έγινε. Με την ανακάλυψη του μποζονίου του Higgs κλείνει ένα μεγάλο κεφάλαιο της φυσικής: μένει να δειχθεί πειραματικά αν η τωρινή θεωρία περιγράφει με ακρίβεια όλα τα παρατηρούμενα φαινόμενα στο LHC ή αν, αντιθέτως, η θεωρία πρέπει να τροποποιηθεί ή να εμπλουτισθεί. Περιμένουμε να δούμε!
Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο «Il Manifesto», στις 5.7.2012
μετάφραση από τα ιταλικά: Ελένη Βουγιουκλάκη (Η ΑΥΓΗ, 8/7/2012)