A Peter Higgs e François Englert il Nobel per la fisica

Il professore timido,

la dannata particella e il Nobel

Storia di un’ipotesi e della sua conferma con una ricerca condotta da circa tremila scienziati

 

di Irene Prunai

 

 

Peter Higgs e François Englert

 

Il Nobel

Sono passati pochi mesi da quando ci permettevamo di sobbalzare sulla sedia gridando “Habemus bosonem!” (vedi ilgalileo nr 15) sentendo nell’aria odore di Nobel, che, puntuale come un orologio atomico, si è presentato alla porta del professor  Higgs e del suo collega Englert.  Poche volte nel mondo scientifico si è stati così sicuri di aver fatto centro e il comitato per l’assegnazione del premio questa volta davvero non ci ha delusi. Un pronostico semplice, una ricerca complessa e un modo tutto nuovo di vedere il mondo, compreso il metodo di assegnazione del Nobel. Infatti nelle motivazioni viene riconosciuto il lavoro fondamentale svolto con gli esperimenti ATLAS e CMS. Il massimo che la fondazione possa fare visto che lo statuto non prevede la premiazione di collaborazioni internazionali. È un segno dei tempi, del resto quando Alfred Nobel dettò le regole la scienza era organizzata in altro modo e le collaborazioni internazionali ancora non erano in uso.

La teoria

Peter Higgs (foto sotto)  suggerì l’esistenza della famosa particella all’inizio degli anni ’60 e quasi contemporaneamente altri due gruppi di ricerca stavano arrivando alla stessa conclusione: quello formato da Francois Englert e Robert Brout, dell’Università di Bruxelles, e quello di Guralnik, Hagen e Kibble dell’Imperial College di Londra. Higgs si ispirò alla teoria di un altro fisico, Philip Warren Anderson, che vinse il Nobel nel 1977. Quest’ultimo aveva cercato di individuare un complicato fenomeno fisico chiamato “rottura spontanea di simmetria” il quale sembra che faccia apparire magicamente alcune particelle elementari. Grazie a questa idea Higgs ebbe due grandi intuizioni: la prima fu di capire che in certe condizioni questo fenomeno generava anche la massa di tali particelle, la seconda fu di ipotizzare un oceano nel quale nuotano le particelle. L’oceano viene chiamato campo di Higgs e le particelle mentre nuotano acquisiscono massa grazie alla resistenza di questo campo. Un’ipotesi più semplice e per questo più complessa perché, ci insegna la fisica, la semplicità in natura è la cosa più difficile da spiegare. E in effetti per dimostrare le ipotesi di Higgs e colleghi è stata messa in piedi una delle macchine più complesse: l’LHC (Large Hadron Collider), un gigantesco acceleratore di particelle inaugurato al Cern di Ginevra nel 2008. Dopo quattro anni di collisioni e urti tra particelle è stata finalmente annunciata la scoperta di una particella che ha tutte le caratteristiche del famoso bosone di Higgs. Ma quattro anni sono un attimo se pensiamo che Higgs e Englert hanno speso una vita intera dietro alla “Godnamn particle”, quella dannata particella troppo difficile da trovare. Altro che particella di Dio, come in seguito venne erroneamente chiamata.

 

Le motivazioni

Perché questa maledetta (o benedetta, a seconda dei punti di vista) piccola e sfuggente particella è riuscita a creare tanto clamore? Qui ci si addentra nei meandri del Modello Standard, la teoria unificatrice, la calce che tiene insieme i mattoni fondamentali della natura e tre delle quattro forze fondamentali. La teoria di Higgs è la parte centrale di questo modello non ancora del tutto spiegato. Questo premio Nobel non è il lieto fine di una bella storia ma piuttosto la prima pagina di un nuovo libro. Il Modello Standard, come abbiamo detto, è ancora tutto da esplorare ma sappiamo di aver intrapreso la strada giusta.

 

Peter Higgs

È nato il 29 maggio 1929 a Newcastle upon Tyne, si è specializzato in matematica alla City of London School e si è laureato e dottorato al King’s College di Londra. Dopo aver detenuto la cattedra di fisica teorica all’Università di Edimburgo, dal 1996 è professore emerito. Noto per essere una persona estremamente timida, da mesi diceva ai suoi collaboratori di temere il Nobel per le ripercussioni sulla sua vita e sui suoi studi. Higgs ha ricevuto numerosi riconoscimenti, fra cui la Medaglia Dirac e l’High Energy and Particle Physics Prize della European Physical Society nel 1997, il premio Wolfe nel 2004, che ha rifiutato perché la fondazione che gestisce tale premio è israeliana e Higgs ha sempre condannato la politica aggressiva di questo stato nei confronti della Palestina.  Inoltre ha in passato manifestato contro l’energia e le armi nucleari ed è stato membro di Greenpeace in una campagna contro gli Ogm.

François Englert

Fisico teorico belga nato nel 1932. Nel 1997 ha ricevuto il premio per l’alta energia e le particelle della Eps, nel 2004 il Premio Wolf per la fisica per lo studio sul meccanismo che unifica le interazioni a corto e lungo raggio generando bosoni di gauge massivi e nel 2010 il J.J. Sakurai Prize for Theoretical Particle Physics. I suoi contributi maggiori sono nel campo della fisica statistica, della teoria quantistica dei campi, della cosmologia, della teoria delle stringhe e nello studio della supergravità. Lo scorso agosto Englert ha condiviso con Higgs anche il Premio Principe delle Asturie.

 

Robert Brout

Il Nobel sarebbe stato assegnato sicuramente anche allo scienziato Robert Brout, che studiò insieme a Englert, ma purtroppo è scomparso prematuramente nel 2011 e il regolamento del premio Nobel non permette di assegnare premi a ricercatori deceduti.

Il Cern

Il cuore dell' LHC del CERN di Ginevra

 

L’assegnazione del Nobel a Higgs e Englert è stata accolta con un urlo di gioia nei laboratori di Ginevra, dove è avvenuta materialmente la scoperta. Anche se qualcuno insinua che una punta di amarezza sia rimasta in bocca agli scienziati del laboratorio che forse si aspettavano un premio anche per qualcuno dei loro. Ma in fondo nelle motivazioni del Nobel il centro di ricerca non viene affatto dimenticato: “due gruppi di ricerca, ognuno di circa 3 mila scienziati, ATLAS e CMS, hanno gestito l’estrazione della particella di Higgs dai milioni di particelle in collisione”. Non ci resta che brindare alle prossime particelle!

 

Il Galileo