Higgs: la particella è un impostore?

I fisici del CERN lo scorso 4 luglio hanno annunciato al mondo la scoperta del tanto cercato Bosone di Higgs. Ma un gruppo di scienziati americani ha posto un problema di fondo in un post sul sito dei fisici arXiv: come facciamo a sapere che quello che vediamo è proprio un Bosone di Higgs?

Strana domanda per noi abituati a ragionare nel mondo macroscopico, ma per un fisico delle alte energie ciò che sembra può non essere. Se si trattasse – azzarda l’articolo – di un fenomeno ancora più esotico di cui non siamo ancora a conoscenza?.

Ian Low, dell’Argonne National Laboratory in Illinois, USA, e il suo gruppo di ricerca vuole vederci chiaro. Il problema di fondo del Bosone di Higgs è che non può essere osservato direttamente, ma possono essere misurati solo i suoi effetti. La Teoria Standard della fisica prevede infatti una particella elementare in grado di donare la massa alle altre, una sorta di mastro di chiavi che permette all’Universo di essere quello che è (non a caso è stata chiamata particella di Dio, o addirittura Dio stesso).

Questa particella dovrebbe essere il “messaggero” del campo di Higgs, e se la teoria è corretta, possiamo riprodurre l’effetto del campo di Higgs facendo collidere ad altissime energie particelle atomiche per osservare proprio il meccanismo che la teoria prevede. Il bosone di Higgs è tuttavia altamente instabile e decade immediatamente in altre particelle.

Secondo il Modello Standard, ci sono due modi in cui il bosone di Higgs può decadere: può trasformarsi in due fotoni, oppure nei bosoni Z e W, i portatori della forza elettrodebole — e tutti questi prodotti possono in effetti essere osservati nell’LHC.

Ma il dubbio di Ian Low è: Se non possiamo osservare il bosone di Higgs, come possiamo dire che esiste davvero, o che non sia in realtà qualcos’altro che sta accadendo dietro le quinte?

Anche se la ragione più semplice per spiegare questi fenomeni è proprio il bosone di Higgs, e spesso i ricercatori preferiscono le ipotesi più semplici a quelle più complicate (il principio che normalmente si rivela vincente è infatti il rasoio di Occam), non possiamo in effetti dire che a generare quelle particelle ci sia un bosone di Higgs.

E cosa potrebbe esserci se non il tanto cercato bosone? Qui le ipotesi sono ovviamente infinite e spesso difficilmente accessibili alla comprensione intuitiva. Low e colleghi si azzardano solo alcune delle ipotesi in campo: più di un tipo di bosoni di Higgs – addirittura una nuova famiglia di particelle, oppure i segni di una tanto fantasticata ulteriore dimensione, come prevede la teoria delle stringhe.

Ma a questo punto la fantasia non è sufficiente: solo gli esperimenti potranno dirci cosa davvero si nasconde dietro la gravità, per non parlare di energia e materia oscure. Non dimentichiamo infatti che il 99% della materia-energia presente nell’universo è tuttora di natura ignota.

L’acceleratore di particelle più potente del mondo di trova solo all’inizio del suo lungo lavoro. Nei prossimi anni – o forse decenni – ne vedremo davvero delle belle nella fisica quantistica.