Alla scoperta della "particella di Dio": la storia del
bosone di Higgs e le nuove sfide della fisica
La scoperta del bosone di Higgs segna una pietra miliare nella storia della fisica moderna. La
cosiddetta “particella di Dio” è in effetti una particella molto speciale. Non a caso è stata
considerata una sorta di moderno “Santo Graal” ricercato per decenni da intere generazioni di fisici. In
buona sostanza essa gioca un ruolo fondamentale nella formazione dell’Universo che ci
circonda. Fin dai primi istanti subito dopo il Big Bang, il campo di Higgs ha occupato tutto lo spazio
disponibile, comprese le immensità del vuoto siderale. Questa sottile e invisibile “ragnatela” attribuisce
una massa molto specifica a tutte le particelle elementari come gli elettroni e i quark. È grazie a questa
particolarissima proprietà, la massa, che gli elettroni possono ruotare intorno ai nuclei, che può quindi
esistere la chimica e che possono nascere le molecole che danno forma a tutto quello che conosciamo,
compresi noi. Insomma: senza il bosone di Higgs non potremmo capire nulla del mondo che
ci circonda.
Ripercorreremo insieme le tappe principali che hanno portato a questa scoperta di importanza
storica per la quale si stanno ri-scrivendo i libri di fisica. Le lezioni permetteranno anche ad
un pubblico di non esperti di comprendere una sfida durata quasi mezzo secolo.
Alla fine delle lezioni verranno discusse alcune delle implicazioni della nuova scoperta per la nostra
attuale comprensione della natura e verranno presentate le nuove sfide della fisica
contemporanea.
Programma delle lezioni
1.
Introduzione alla fisica delle particelle ed ai suoi strumenti concettuali (relatività e meccanica
quantistica).
2. Le grandi questioni della fisica moderna: tutto ciò che non conosciamo del mondo che ci
circonda.
3. La massa e la rottura della simmetria elettrodebole: la teoria dei ragazzi del ’64: Peter Higgs,
Francois Englert, Robert Brout.
4. Acceleratori e rivelatori di particelle
5. La caccia alla “particella di Dio”: decenni di tentativi infruttuosi.
6. LHC: il Large Hadron Collider del CERN.
7. ATLAS e CMS, I due “giganti” di LHC.
8. Corso accelerato per cacciatori di bosoni.
9. Scoperta di un nuovo bosone di tipo Higgs.
10. Identikit della nuova particella: sì, è proprio lui.
11. Le prime implicazioni della scoperta.
12. Le nuove sfide della fisica contemporanea.
Guido Tonelli è un fisico delle particelle, professore all'Università di Pisa, ricercatore associato
all’INFN ed autore di oltre 600 pubblicazioni scientifiche. È uno dei principali protagonisti della
scoperta del bosone di Higgs, l’importante risultato che ha portato alla recente assegnazione del premio
Nobel per la fisica a François Englert e Peter Higgs.
Dopo aver lavorato ad esperimenti al CERN e negli Stati Uniti, a partire dagli anni '90 Guido Tonelli si è
dedicato alla ricerca del bosone di Higgs con l'esperimento CMS al Large Hadron Collider (LHC) del
CERN. Alla testa della Collaborazione nel 2010 e 2011 ha guidato la caccia alla particella più elusiva
della fisica nei momenti più cruciali.
Per il suo contributo a questa scoperta ha ricevuto numerosi premi e riconoscimenti internazionali. Fra i
più prestigiosi lo “Special Prize for Fundamental Physics” (2012) e l'“Enrico Fermi Prize” (2013). Su
iniziativa diretta del Presidente della Repubblica Giorgio Napolitano, è stato nominato Commendatore
dell'Ordine al Merito del Presidente della Repubblica per meriti scientifici.
