Dal bosone di Higgs alle dimensioni extra

Dal bosone di Higgs alle dimensioni extra: la magia della scienza raccontata da Lisa
Randall. Ovvero, la capacità di andare sempre oltre. Bussando alle porte del cielo
Comunicato 11
Genova, 28 ottobre 2012. L’unica certezza, nel percorso a ostacoli del sapere, è che si
può sempre scavare più a fondo. Che possiamo “ancora andare molto lontano: ci può
essere un universo molto più ricco”. Parola di Lisa Randall, prima donna a ottenere una
cattedra al Dipartimento di Fisica dell’Università di Princeton e a quello di Fisica teorica al
Mit e a Harvard, autrice del libro Bussando alle porte del cielo (Il Saggiatore). Dal bosone
di Higgs alle dimensioni extra dello spazio, indagando l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, sono ancora tanti i misteri irrisolti che la scienziata statunitense racconta
nella Sala del Maggior Consiglio di Palazzo Ducale. Ma non c’è “niente di più entusiasmante di continuare a cercare, perché è questo che facciamo noi scienziati: andiamo oltre, alla ricerca di cose che credevamo invisibili”.
“Quando ho pensato di scrivere Bussando alle porte del cielo pensavo ad andare oltre –
racconta il fisico - noi siamo abituati alla “scala” della vita di tutti i giorni, ma con una risoluzione maggiore possiamo vedere più da vicino. Le cose più piccole della luce visibile non
riusciamo a vederle con i nostri occhi: abbiamo bisogno di strumenti per studiare le cose
che non si possono vedere a vista, e questo accade per le scale piccole e per quelle grandi”.
Ma cos’è una scala molto grande? “L’universo noto è dieci alla venticinque metri: questo è l’universo visibile. Con la luce noi possiamo studiare solo una dimensione finita dell’universo visibile, ma questo non significa che non ci sia niente oltre. Dentro l’universo ci
sono le galassie, il sistema solare, la Terra”.
Passando alle scale piccole, invece, “abbiamo l’essere umano in cima: così scopriamo
nuove leggi della fisica, la meccanica quantistica. Fino a quando non c’è la tecnologia che
ci permette di guardare non sappiamo se tutto ciò esiste. Per guardare all’interno dell’atomo entra in gioco la fisica. E dentro l’atomo scopriamo ulteriori sottostrutture: elettroni e
quark. Ma abbiamo cercato di andare ancora oltre a questa lista di ingredienti, per capire
da dove viene la massa, perché tutto si incastri”.
Oggi, con l’acceleratore di particelle del Cern di Ginevra, LHC (ovvero il grande collisore di
adroni), la svolta si annuncia storica. “Abbiamo un tunnel sotterraneo, e questa macchina
impressionante dagli enormi magneti – racconta Randall – i protoni sono accelerati dentro
questo tunnel di 27 chilometri. La speranza è che quando collidono si trasformino in energia e producano nuove particelle. Con questo collisore noi studiamo distanze pari a dieci
alla meno diciannove metri: una scala estremamente piccola”.
Grazie agli esperimenti del Cern, quest’estate la scoperta epocale: il bosone di Higgs:
“Le nostre domande sono: cosa dà agli elettroni la massa? Higgs non credeva alla realtà
della sua particella, ma poi questa è stata scoperta. Dunque, bisogna cercare sempre più
a fondo. Il bosone di Higgs è un tipo di particella nuovo che non avevamo mai visto prima.
Perché è così speciale? Perché non avrebbe dovuto esistere in questa forma. Il modo in
cui le particelle acquistano la massa è il meccanismo di Higgs: il bosone è una prova
sperimentale che questa idea è giusta. Tra un mese sapremo qualcosa di più delle proprietà del bosone”.
Ma come funziona LHC? “Abbiamo dei protoni che sono accelerati nella macchina LHC,
collidono e dove lo fanno producono particelle che vengono misurate. Si misura tutto ciò
che viene prodotto. Quello che davvero è così stimolante è capire la materia nuova scoperta. Perché stiamo facendo tutto questo? Per capire come le particelle elementari acquistano la propria massa, perché le particelle hanno la massa e l’energia che hanno. E perché la gravità è così debole”.
Da qui, si aprono nuove frontiere. Come le ricerche sulla materia oscura, o quelle sulla dimensione extra dello spazio: “Potrebbe essercene una di cui non abbiamo l’esperienza,
potrebbe essere nascosta. C’è poi la teoria delle stringhe: una proposta per conciliare la
meccanica quantistica e la gravità su tutte le scale di distanza. Questo potrebbe spiegare
fenomeni misteriosi nel nostro universo che non si riescono a spiegare con le tre dimensioni. L’importante è non fermarsi. Continuare ad andare più a fondo”.
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