Il dilemma del bosone

Fonte: Il Sole 24 Ore

Il dilemma del bosone

Fernando Ferroni 03 marzo 2013

Un fantasma si aggira nella roccaforte della Scienza. E incute timori e speranze nei fisici di tutto il mondo. Proprio quelli che l’anno scorso hanno celebrato la scoperta del bosone di Higgs da parte dei due formidabili team di ricerca di Atlas e Cms che operano i loro mastodontici e supertecnologici rivelatori al Large Hadron Collider (LHC) del Cern.

È stato un grande successo di questo settore della fisica e giustifica l’investimento fatto per costruire LHC.
Tutto bene quindi. Si apre la porta a nuovi trionfi. Ci aspettiamo nuove particelle e la comparsa della materia oscura nei nostri rivelatori… oppure anche no?
E qui compare il fantasma. C’è uno scenario sottilmente inquietante. La massa della particella di Higgs ha un valore peculiare. Circa 125 GeV (un po’ più di 130 volte di quanto pesi un protone). Combinata con quella del quark top, la particella più pesante che noi conosciamo (circa 173 GeV) determina un punto in uno strano diagramma dove si predice la stabilità dell’Universo. Il diagramma ci predice se il suo destino sarà determinato dalla espansione accelerata che (molto) lentamente ma implacabilmente spegnerà ogni luce (e allora siamo in un Universo stabile) o esso subirà un brusco cambiamento (la caduta nel vuoto!) a un certo istante (presumibilmente molto lontano) della sua futura evoluzione (e allora l’Universo è metastabile). L’Universo instabile non è contemplato, perché in quel caso voi non leggereste il mio articolo né io esisterei per scriverlo.
Nella teoria corrente l’apparizione del l’Universo attraverso il misterioso e inaffrontabile (per ora) scientificamente Big Bang, è stata seguita da una transizione incredibilmente rapida chiamata inflazione che ha dato luogo a quell’oggetto di dimensioni minuscole ma afferrabili (centimetri) la cui evoluzione possiamo prevedere. I nostri acceleratori, LHC in testa, ci permettono infatti di raggiungere energie e quindi temperature che esistevano allora e di conseguenza di produrre le stesse particelle fondamentali che quella fucina infernale era in grado di far apparire.
Ebbene qui c’è il dilemma. La massa dell’Higgs è capace di inserirsi in una teoria coerente che permetta il valore che ha, senza che nessuna altra particella intervenga a qualsiasi scala di massa tra qui e quella di Planck? Alla massa di Planck la nostra scienza (spero provvisoriamente) si arresta perché la gravità diventa padrona e noi non sappiamo coniugarla con la meccanica quantistica.
Oppure questo inserimento non c’è e allora sicuramente altre particelle come quelle supersimmetriche appariranno a LHC o nei nostri rivelatori sotterranei come quelli del Gran Sasso sotto forma di materia oscura.
Insomma, i fisici dei prossimi (pochi) decenni debbono aspettarsi di attraversare un deserto o una foresta tropicale di particelle? La fisica delle alte energie è giunta con l’Higgs al canto del cigno o all’alba di un nuovo inizio?
In questo rovello c’è la grande tematica del principio antropico. Sappiamo spiegare l’Universo come un insieme di costanti fisiche che discendono da una legge primaria che le aggiusta tutte a partire da un principio primo semplice. Questo è l’Universo, altri non ce ne sono. E lo vedremo spegnersi lentamente nel grande buio e nel grande freddo provocati dal l’Energia Oscura?
Ma la straordinaria circostanza che vede la massa del bosone di Higgs combinata con la massa del quark top rendere possibile traghettare il Modello Standard fino alla massa di Planck, potrebbe essere invece un segno forte a favore del multiverso. L’esistenza cioè di un numero sterminato di universi (di nuovo qualcosa che non ha paragoni possibili…10 seguito da 500 zeri ) in ciascuno dei quali le costanti sono diverse. Se fosse così, noi siamo in quello giusto per la nostra esistenza e c’è poco da chiedersi.
Che fare? Intanto misuriamo bene le masse di Higgs e top. Poi continuiamo a cercare nuove particelle al LHC e nei laboratori sotterranei. Quando LHC si riaccenderà nel 2015 e avrà preso dati alla sua energia nominale di 14 TeV per un periodo sufficiente di tempo saremo in grado di rendere più acuta la analisi che stiamo facendo e capire meglio i messaggi che la Natura ci trasmette. Saremo un po’ dei ghostbuster.
Presidente Infn