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Ricerca scientifica

Scacco al bosone

Alla ricerca dell’origine dell’universo. Il Cern di Ginevra prosegue i test per ricreare l’attimo che ha preceduto il Big bang. Per la nota astrofisica italiana, Margherita Hack: il segreto «è in una particella infinitesima»
di Federico Tulli

«È come il gioco che si fa da piccini quando si rompono i balocchi per vedere come sono fatti dentro». L’esperimento al Cern di Ginevra, dove dal 10 settembre il più grande acceleratore di particelle mai realizzato dall’uomo, il Large hadron collider (Lhc) sta tentando di svelare il più affascinante dei misteri del cosmo, è entrato ormai a pieno regime. Con poche semplici parole l’astrofisica Margherita Hack spiega a left cosa sta accadendo nel tunnel sotterraneo lungo 27 chilometri che ospita il gigantesco macchinario e l’équipe di scienziati che si occupa di farlo funzionare e di interpretare le risposte che ne derivano. Un esperimento che nelle scorse settimane è stato addirittura al centro di un caso giudiziario, per via di alcuni (presunti) scienziati che hanno citato in giudizio il Cern presso una corte Usa per impedire la messa in funzione del Lhc. Motivo dell’accusa? Il buco nero che si sarebbe determinato in seguito allo scontro dei protoni messi in movimento nel macchinario avrebbe in poche settimane risucchiato la Terra. Ma, a quanto pare, l’ennesimo allarme “di fine di mondo” è destinato a perdersi nel vuoto, anzi, nel cosmo.

Professoressa Hack, possiamo stare tranquilli, al Cern nessuno trama per distruggere il nostro pianeta?
Non mi pare che siano stati scienziati a fare quella denuncia. Erano piuttosto persone che si spacciavano per uomini di scienza. Accade spesso, ci sono tanti ufologi che si dicono scienziati, e tanti astrologi che esercitano “l’astrologia scientifica”. Da parte della comunità scientifica mondiale non c’era e non c’è alcun dubbio sull’assenza di pericolosità nei test di Ginevra.

Dunque, cosa ci si può attendere dai risultati di questo esperimento?

Al Cern stanno frantumando la materia conosciuta per vedere come è fatta, in cerca delle particelle più elementari possibili, quelle cioè indivisibili perché prive di struttura interna. Con il Lhc si vuole quindi ricreare una zuppa di particelle come quella che si presume fosse presente agli inizi dell’espansione dell’universo, tramite lo scontro di due fasce di protoni viaggianti nel senso opposto a velocità molto vicine a quelle della luce. Conosciamo già la composizione di molte di queste particelle, ma probabilmente ce ne sono altre che ignoriamo. Per esempio sembra che l’elettrone sia proprio elementare, mentre oggi si sa che il protone e il neutrone, che sono componenti dei nuclei atomici, non sono particelle elementari perché sono composte in realtà da tre quark. Ma il quark è davvero elementare? Lo scopo della ricerca al Cern è anche dare una risposta a questa domanda. Rompendo queste particelle con energia sempre maggiore si spera di trovare le più elementari possibili. Sappiamo poi che la materia che noi osserviamo rappresenta appena il quattro per cento di quella presente nell’universo. Questo è in gran parte costituito da materia oscura – composta tra l’altro da luce, raggi gamma, raggi X – che non emette né assorbe radiazioni ma che fa sentire la sua forza d’attrazione gravitazionale. Ebbene, la teoria, il modello standard delle particelle elementari che spiega molto bene vari fenomeni relativi a luce, raggi gamma e raggi X, presuppone che tra queste ce ne sia una particolarmente importante denominata il bosone di Higgs. Secondo tale teoria è proprio questo bosone a dare la materia alle altre particelle, sarebbe cioè il loro creatore.

Cosa accadrebbe se l’acceleratore non dovesse trovare il bosone di Higgs? Ci sono modelli di ricerca alternativi?
Io non sono un fisico particellare, però per quello che ne so il modello standard spiega molto bene tutti i fatti che si conoscono sulle particelle elementari. Si è mostrato per esempio che esistono delle simmetrie tra classi di particelle che hanno certe proprietà, come i fermioni (di cui fanno parte quark, leptoni, protoni e neutroni), e altre classi di particelle che hanno altre proprietà, come i bosoni. E da queste simmetrie, per deduzione, si è arrivati a ipotizzare l’esistenza del bosone di Higgs. Dunque, se non lo si trova i casi sono due: o la teoria è sbagliata e bisogna trovare un’altra soluzione, oppure la massa di questa particella è talmente grande che nemmeno l’energia disponibile in questo acceleratore è sufficiente per crearla.

Di che genere di grandezze stiamo parlando?

Si suppone che il bosone di Higgs, se c’è, abbia una massa circa 170-200 volte più grande del protone, cioè del nucleo dell’atomo di idrogeno. Ma questo vuol dire che siamo in presenza sempre di masse minuscole. La massa del protone è un milionesimo di miliardesimo di miliardesimo (la ripetizione è giusta) di grammo. Quindi un bosone di cento volte più grande sarebbe pari a un decimillesimo di miliardesimo di miliardesimo di grammo. Una roba infinitesima.

Per questo non si corre alcun rischio che un buco nero ci risucchi, con buona pace dei catastrofisti?
Non credo che lo scontro di codesti protoni liberi delle grandi energie. Il numero di particelle coinvolte negli esperimenti è infinitesimo rispetto a materia ed energia presenti nell’universo al momento del Big bang. Quindi, nonostante la loro velocità all’interno dell’acceleratore sia all’incirca quella della luce, queste poche particelle non sono assolutamente in grado di generare un buco nero di grandi dimensioni. Un buco che tra l’altro evaporerebbe immediatamente o si allontanerebbe dalla terra a velocità simile a quella della luce.

Quanto è coinvolto il suo campo di ricerca nell’esperimento del Cern?
Fisica particellare e astrofisica sono campi confinanti. Oggi l’astrofisica riesce a vedere direttamente come era fatto l’universo 400mila anni dopo l’inizio dell’espansione. Dalle temperature e dalla densità della materia in quel momento, come i fisici, anche noi possiamo risalire ai valori di temperatura e densità della materia a frazioni infinitesimali di secondo dopo il Big bang. Ora si tratta di verificare in natura l’esistenza di particelle elementari che conosciamo solo in parte, per distinguere gli ingredienti della zuppa di materia presente un attimo prima dell’espansione dell’universo.

Left 38/2008

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Informazioni su Federico Tulli

Federico Tulli è un giornalista professionista. Collabora con diversi periodici, tra cui “Left”, “MicroMega” e “Critica liberale”. Sul web è condirettore di “Cronache Laiche”, firma un blog su “MicroMega”, ha ideato e dirige il magazine di divulgazione culturale e scientifica “Babylon Post”. Per L'Asino d'oro edizioni ha pubblicato: “Chiesa e pedofilia. Non lasciate che i pargoli vadano a loro” (2010), “Chiesa e pedofilia, il caso italiano” (2014) e “Figli rubati. L'Italia, la Chiesa e i desaparecidos” (2015).

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