Bosone di Higgs: Particella associata al campo scalare di Higgs come mediatrice delle interazioni tra il campo di Higgs e le particelle elementari. Poiché il campo di Higgs è un campo scalare, il Bosone di Higgs ha spin nullo e massa
(
). Il Bosone di Higgs è stato isolato per la prima volta il 3 luglio
negli gli impianti del super acceleratore
del
di Ginevra.
Che cos’è il Bosone di Higgs?
(01) Per spiegare come mai la materia abbia una massa, il fisico inglese Peter Higgs nel
ha ipotizzato l’esistenza del Bosone di Higgs.
(02) Il Bosone di Higgs è la particella che dà la massa a tutte le altre particelle subatomiche della materia.
(03) La massa è acquisita dalle particelle quando queste si trovano immerse ed interagiscono con il campo di Higgs prodotto dai bosoni di cui è permeato l’universo.
(04) In assenza del campo di Higgs tutte le particelle viaggerebbero alla velocità della luce ed avrebbero massa nulla.
(05) Attraversando il campo scalare di Higgs tutte le particelle avvertono ognuna una resistenza diversa che è chiamata massa. I fotoni e gli elettroni sono particelle di massa piccolissima o nulla. I muoni ed altre particella hanno massa media. I quark top ed altre particelle hanno massa grande.
Ginevra: In alto le immagini della “particella di Dio” (Bosone di Higgs) e gli impianti del super acceleratore
(Large Adron Collider) del
.
Il Bosone di Higgs ha una massa di circa
miliardi di elettronvolt, cioè la sua massa è
.
L’idea che sta alla base del Modello Standard della fisica contemporanea è che nei primissimi istanti dell’Universo, quando le particelle non avevano ancora una massa e si muovevano nello spazio alla velocità della luce, i Bosoni di Higgs riempivano lo spazio ed erano in grado di attirare quasi tutte le particelle, tranne i fotoni che non erano influenzati dalla loro presenza.
Campo di Higgs: E’ creato dai bosoni di Higgs ed è presente nello spazio. Esso è presente nello stesso modo ovunque, sulla Terra, nelle galassie più remote e negli spazi cosmici che separano le galassie. Il Campo di Higgs interagendo con le particelle elementari conferisce loro una massa tanto più grande quanto più è intensa l’interazione.
Massa nulla: solo una particella che va alla velocità della luce ha massa nulla.
Esistenza del campo di Higgs: Senza campo di Higgs non potrebbero esistere gli aggregati di materia (nucleoni, nuclei, atomi, molecole ed altro).
Le diverse masse delle particelle sono dovute al fatto che ciascuna di esse interagisce con il campo scalare di Higgs con una propria specifica intensità. I fisici dicono che il campo di Higgs dà la massa a tutte le particelle, ma non ai fotoni ed ai gluoni, che con tale campo non interagiscono.
L’esistenza del Bosone di Higgs: Isolare il bosone di Higgs significa comprendere l’origine della massa, proprietà che le particelle hanno in comune con i corpi del nostro mondo.
I fisici riveleranno la sua esistenza attraverso i prodotti secondari del suo decadimento. Infatti dalla collisione di un protone e di un antiprotone si crea il Bosone di Higgs
e da essa hanno origine due particelle
(bosone instabile); queste decadranno in 4 muoni le cui quattro tracce divergenti rappresentano tutto quello che può essere osservato nella realtà. Tutto questo è stato osservato per la prima volta col super acceleratore
Una particella elementare è un elemento di materia della quale non si conosce la struttura. Agli esordi della fisica delle particelle si riteneva che i costituenti ultimi della materia fossero soltanto 4: il protone, il neutrone, l’elettrone ed il fotone. Dei due nucleoni è stata successivamente teorizzata una struttura interna formata da quark, mentre le altre 2 particelle conservano nel modello teorico più accreditato, il Modello Standard, il carattere di elementarità.
Il Modello Standard descrive le interazioni fra le particelle e spiega la composizione subnucleare della materia osservabile mediante un limitato numero di costituenti elementari. Il modello teorizza l’esistenza del Campo di Higgs, creato dal Bosone di Higgs e responsabile di fornire la massa alle particelle. La ricerca del Bosone di Higgs è uno degli scopi principali degli attuali esperimenti ad alta energia. Il 3 luglio
Elettronvolt: Poiché le particelle ed i nuclei hanno carica uguale o multipla dell’unità fondamentale
, l’equazione
ci suggerisce di definire una nuova unità di energia detta Elettronvolt (
), molto usata nella fisica atomica e nucleare. L‘Elettronvolt è definito come l’energia cinetica acquistata da un elettrone quando viene accelerato da un punto iniziale A ad un punto finale B fra i quali vi è la
.
Anche i multipli dell‘
), il megaelettronvolt (
), il gigaelettronvolt (
) sono ampiamente usati. Una particella di carica
, muovendosi tra due posizioni aventi d.d.p. espressa in Volt, acquista una energia
espressa in elettronvolt.
