giovedì 12 aprile 2007

La scoperta è più vicina

Il tuo giudizio : 
Perché Oerter chiama il Modello Standard teoria del quasi tutto? Beh, è semplice; per quanto sia stata fino ad oggi verificata, rimane una teoria incompleta. Per alcuni motivi.

Primo motivo
Il Modello Standard non riesce a dare una giustificazione teorica alle masse delle particelle, non riesce a spiegare perché gli elettroni sono così leggeri mentre i quark sono centinaia di migliaia di volte più pesanti. In pratica le masse delle particelle sono assunte nella teoria come dati di fatto, come dati empirici.
Proprio per spiegare l'esistenza e la differenza delle masse fra le particelle subatomiche Peter Higgs, nel 1964, propose l'esistenza di un campo quantistico che permea il vuoto e che interagisce con le particelle attraverso una particella detta bosone di Higgs (nella fisica moderna il concetto di forza non esiste; l'azione reciproca, o interazione, fra particelle avviene attraverso lo scambio di particelle dette bosoni, come nell'animazione i due pattinatori si spingono scambiandosi una palla...).
Se il Modello Standard ha ragione, deve esistere quindi questa particella, che possiede però molta massa. Per essere prodotta, come dice la famosa formula di Einstein, serve quindi tanta energia, troppa per gli acceleratori moderni. Tanto che gli europei hanno costruito un enorme acceleratore presso il CERN di Ginevra: il Large Hadron Collider, che si servirà di un tunnel di 27 km scavato a 100 metri di profondità.
Questa enorme macchina è stata costruita proprio con lo scopo di rivelare il bosone di Higgs, la particella di Dio. Purtroppo alcuni recenti problemi hanno fatto slittare la sua entrata in funzione alla primavera del 2008.
Nel frattempo sono salite le quotazioni dell'altro grande acceleratore di particelle, l'americano Tevatron del FERMILAB in Illinois. E' successo che proprio gli americani hanno affinato le misure, per cui si ritiene che la massa della particella di Higgs sia compresa tra 114 GeV e 153 GeV (per inciso GeV sta per miliardi di elettronvolt, l'unità di misura di massa-energia utilizzata nel mondo microscopico). E questa è un'energia alla portata dell'acceleratore americano.

Se esiste, insomma, la particella di Dio ha i giorni contati!

[continua sopra...]

1 commento:

Fausto Intilla (fisico teorico) ha detto...

Assolutamente da vedere! :
http://virtualvisit.web.cern.ch/VirtualVisit/ATLAS/
Descrizione animata dell’esperimento (cliccare sulla scritta ZOOM INTO,accanto all’immagine,per zoommare):
http://lxsa.physik.uni-bonn.de/outreach/wyp/exercises/hands-on-cern/ani/det_atlas/endview.swf
The ATLAS Experiment:
http://en.wikipedia.org/wiki/ATLAS_experiment

NOTE:

Sulla “Particella di Dio”:
La “Particella di Dio” non è nient’altro che il Bosone di Higgs.
Si presume che se esso ha una massa di 220 GeV,lo si troverà di certo nel Large Hadron Collider (LHC) del CERN.
Di fatto,una luminosità integrata di soli 10^4 picobarn inversi sarà sufficiente per trovare il bosone di Higgs;ciò significa che basterà una luminosità molto più modesta di quella prevista dai costruttori dell’LHC.
I progetti inerenti all’LHC del CERN,mirano ad aumentare le energie di collisione fino a raggiungere la fascia dei Tera elettron Volt (10^12 eV),alla ricerca di prove della supersimmetria* ,del top quark e dell’ormai “famigerato” bosone di Higgs (tutte componenti del modello standard della fisica delle particelle elementari).
Secondo J.D.Barrow comunque,anche le energie che ci si aspetta di raggiungere all’LHC sono ancora al di sotto di un fattore di circa un milione di miliardi per raggiungere le energie necessarie per controllare sperimentalmente lo schema di una quadruplice unificazione,proposto da una “Teoria del Tutto”.

A mio avviso,
se il bosone di Higgs non verrà identificato neppure nei prossimi esperimenti all’ATLAS (l’apparato all’interno dell’LHC del CERN),ciò non creerà alcun imbarazzo per i fisici che da diversi decenni ormai stanno cercando di rilevarlo.È vero che alcuni esperimenti compiuti nel corso dell’ultimo decennio, hanno cominciato a limitare notevolmente lo spazio parametrico per questa particella, ma finorà non è mai emerso nessun risultato significativo.
A ben vedere,la teoria che descrive tale particella scalare con spin nullo (ovvero il bosone di Higgs),ad un livello assai profondo soffre di gravi problemi formali.Uno di questi (…forse il peggiore),è che le particelle scalari sono notoriamente sensibili alla nuova fisica che potrebbe subentrare a scale di energia molto alte (come quelle che verranno utilizzate nel progetto ATLAS,rimanendo nello specifico).Se le forze: forte,debole ed elettromagnetica sono unificate ad una certa scala-livello di energia,e il bosone di Higgs diventa parte di una struttura maggiore, diventa virtualmente impossibile mantenere “leggera” la particella scalare quando le particelle ad essa affini diventano “pesanti”.Nel modello standard non è possibile preservare la gerarchia delle scale in alcun modo naturale.
Tutto comunque si verrebbe a risolvere con l’introduzione,a tal punto,del concetto di supersimmetria. Ogni bosone e ogni fermione in una coppia supersimmetrica danno lo stesso contributo alla massa efficace del bosone di Higgs,ma il loro contributo è di segno opposto.In ultima analisi quindi,gli effetti di tutte le particelle virtuali (dei fermioni e dei bosoni),si annullano facendo sì che la massa del bosone di Higgs non risenta dell’influenza della fisica a scale di energia più alte.Rimane comunque a questo punto un problema di fondo:
Se le particelle ordinarie vengono divise in massa dalle loro partner supersimmetriche,viene a mancare il meccanismo con cui le une e le altre si annullano nel calcolo degli effetti delle particelle virtuali sulla massa di Higgs.Senza addentrarmi in ulteriori dettagli tecnici,tirando le somme,è possibile giungere all’idea che la scala di energia a cui i partner supersimmetrici della materia ordinaria dovrebbero esistere,non può essere molto più alta della scala della rottura di simmetria dell’interazione debole.
Con i futuri esperimenti al CERN,sarà quindi possibile stabilire una volta per sempre, la fondatezza o meno del modello supersimmetrico,ipotizzato già agli inizi degli anni ‘70.

Sulla Supersimmetria:
http://www.riflessioni.it/forum/showthread.php3?t=10337

Fausto Intilla
www.oloscience.com