Stomachion

giovedì 6 luglio 2023

Ritratti: Peter Higgs

Era il 4 luglio del 2012 e tra il pubblico c'era un vecchio signore di 83 anni. Le indiscrezioni dicevano che sarebbe stato dato un annuncio importante. Legato a qualcosa che quel vecchio signore aveva previsto. Con grande emozione, in una sala gremita di ricercatori, sotto la guida di Rolf Heuer, i due spokesperson dei due esperimenti ATLAS e CMS, annunciano la scoperta di un nuovo bosone, le cui caratteristiche sono compatibili con quelle della particella descritta da quel signore lì. Che scoppia in lacrime.
Quel signore era Peter Higgs:
Higgs, nato il 29 maggio del 1929, era figlio di un sonico della BBC. A causa del lavoro del padre, la famiglia si spostò in varie località dell'Inghilterra, fino a che nei primi anni Quaranta non si stabilirono per alcuni anni a Bristol, dove Peter frequentò la Cotham Grammar School: uno dei suoi ex-alunni più prestigiosi era stato Paul Dirac, che divenne una figura di riferimento per il ragazzo. Nel 1946 si spostò a Londra dove prima si specializzò in matematica, quindi prese la laurea in fisica. Successivamente ottenne il dottorato con una tesi teorica in fisica molecolare.
La sua attività accademica si sviluppò tra Edimburgo e i due college di Londra. Di fatto si interessò a un unico argomento: in che modo le particelle guadagnarono la loro massa nei primi istanti di vita dell'universo. All'interno del modello standard delle particelle elementari, infatti, le masse erano aggiunte "a mano", visto che nell'impianto di base della teoria queste non possedevano massa, né esisteva alcun meccanismo che gliela fornisse. Higgs, allora, suggerì l'esistenza di un particolare campo che, grazie alla rottura della simmetria, un processo simile a quello introdotto da Yoichiro Nambu per i superconduttori, avrebbe fornito la massa a tutte le particelle giusto pochi attimi dopo l'istante iniziale di espansione dello spaziotempo. Secondo i suoi calcoli, a questo campo era associato un bosone massivo, quello che è oggi noto come bosone di Higgs.
In effetti Higgs non fu l'unico a prendere in considerazione il problema: gente come Robert Brout, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen, Tom Kibble, si interessarono allo stesso argomento, giungendo a conclusioni analoghe. DI questi, però, l'unico a fornire la previsione dell'esistenza di un nuovo bosone massivo associato a questo campo fu proprio Peter Higgs. Tale previsione venne presentata in un articolo del 1964, Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons.
Sul lavor e sulla scoperta di Higgs mi sono in parte dilungato in un paio di articoli, che in chiusura di questo insolitamente breve Ritratto mi sembra giusto segnalarvi: Il credito dovuto a Peter Higgs e il più didattico Un bosone per domarli.
Vorrei chiudere con l'immagine che alcuni anni fa evocai su twitter per descrivere il bosone di Higgs e il meccanismo a esso associato:
Il campo di Higgs è come acqua saponata e il bosone è il soffio che crea le bolle. Soffi diversi creano bolle/particelle diverse

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