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| Quando si arriva sulla scala del mattino, si può sperare che registra un numero inferiore rispetto al giorno prima-si può sperare che hai perso peso., È la quantità di massa in te, più la forza di gravità, che determina il tuo peso. Ma cosa determina la tua massa? Questa è una delle domande più frequenti e più perseguite nella fisica di oggi. Molti degli esperimenti che circolano negli acceleratori di particelle del mondo stanno esaminando il meccanismo che dà origine alla massa. Gli scienziati del CERN, così come al Fermilab in Illinois, sperano di trovare quello che chiamano il “bosone di Higgs.”Higgs, credono, è una particella, o un insieme di particelle, che potrebbe dare massa agli altri., L’idea di una particella che dà un’altra massa è un po ‘ contro-intuitiva… La massa non è una caratteristica intrinseca della materia? In caso contrario, come può un’entità impartire massa a tutte le altre semplicemente fluttuando e interagendo con loro? |
Scoperta particella simile a Higgs!
Il 4 luglio 2012, il CERN ha annunciato la scoperta di una nuova particella subatomica che è coerente con il bosone di Higgs—una particella che è stata ricercata dagli anni ‘ 70., Che sia l’Higgs o qualcosa che gli assomiglia da vicino, una nuova particella è una scoperta storica. Vedi “Higgs a portata di mano” sul sito web del CERN.  opere d’arte: il CERN |
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artwork: Il CERN
fare Clic sull’immagine qui sopra per un cartone animato spiegazione del Meccanismo di Higgs.
Un’analogia spesso citata lo descrive bene: immagina di essere a una festa di Hollywood. La folla è piuttosto spessa e distribuita uniformemente per la stanza, chiacchierando., Quando arriva la grande stella, le persone più vicine alla porta si riuniscono intorno a lei. Mentre si muove attraverso la festa, attira le persone più vicine a lei, e quelle che si allontana dal ritorno alle loro altre conversazioni. Raccogliendo un gruppo di persone intorno a lei, ha guadagnato slancio, un’indicazione di massa. È più difficile rallentare di quanto non sarebbe senza la folla. Una volta che si è fermata, è più difficile farla andare di nuovo.
Questo effetto di clustering è il meccanismo di Higgs, postulato dal fisico britannico Peter Higgs negli anni ‘ 60., La teoria ipotizza che una sorta di reticolo, denominato campo di Higgs, riempia l’universo. Questo è qualcosa di simile a un campo elettromagnetico, in quanto influenza le particelle che si muovono attraverso di esso, ma è anche correlato alla fisica dei materiali solidi. Gli scienziati sanno che quando un elettrone passa attraverso un reticolo cristallino caricato positivamente di atomi (un solido), la massa dell’elettrone può aumentare fino a 40 volte., Lo stesso potrebbe essere vero nel campo di Higgs: una particella che si muove attraverso di essa crea un po ‘ di distorsione-come la folla intorno alla stella alla festa-e che conferisce massa alla particella.
foto: CERN
Gli scienziati del CERN usano l’enorme rivelatore ALEPH nella loro ricerca della particella di Higgs.
La questione della massa è stata particolarmente sconcertante, e ha lasciato il bosone di Higgs come il singolo pezzo mancante del Modello Standard ancora da individuare., Il Modello Standard descrive tre delle quattro forze della natura: l’elettromagnetismo e le forze nucleari forti e deboli. L’elettromagnetismo è stato abbastanza ben compreso per molti decenni. Recentemente, i fisici hanno imparato molto di più sulla forza forte, che lega insieme gli elementi dei nuclei atomici, e sulla forza debole, che governa la radioattività e la fusione dell’idrogeno (che genera l’energia del sole).
L’elettromagnetismo descrive come le particelle interagiscono con i fotoni, minuscoli pacchetti di radiazioni elettromagnetiche., In modo simile, la forza debole descrive come altre due entità, le particelle W e Z, interagiscono con elettroni, quark, neutrini e altri. C’è una differenza molto importante tra queste due interazioni: i fotoni non hanno massa, mentre le masse di W e Z sono enormi. In realtà, sono alcune delle particelle più massicce conosciute.
La prima inclinazione è quella di assumere che W e Z semplicemente esistono e interagiscono con altre particelle elementari. Ma per ragioni matematiche, le masse giganti di W e Z sollevano incongruenze nel modello Standard., Per risolvere questo problema, i fisici postulano che ci deve essere almeno un’altra particella the il bosone di Higgs.
Le teorie più semplici prevedono un solo bosone, ma altri dicono che potrebbero essercene diversi. In effetti, la ricerca della particella di Higgs è una delle ricerche più eccitanti, perché potrebbe portare a scoperte completamente nuove nella fisica delle particelle. Alcuni teorici dicono che potrebbe portare alla luce completamente nuovi tipi di interazioni forti, e altri credono la ricerca rivelerà una nuova simmetria fisica fondamentale chiamato “supersimmetria.,”
foto: CERN
Gli scienziati del CERN non erano sicuri se questi eventi registrati dal rivelatore ALEPH indicassero la presenza di un bosone di Higgs. Controlla i link elencati di seguito per le ultime informazioni sulla ricerca del bosone di Higgs.
Prima, però, gli scienziati vogliono determinare se il bosone di Higgs esiste. La ricerca è andata avanti per oltre dieci anni, sia al Large Electron Positron Collider (LEP) del CERN a Ginevra che al Fermilab in Illinois. Per cercare la particella, i ricercatori devono distruggere altre particelle insieme a velocità molto elevate., Se l’energia di quella collisione è abbastanza alta, viene convertita in piccoli frammenti di materia particles particelle could una delle quali potrebbe essere un bosone di Higgs. L’Higgs durerà solo per una piccola frazione di secondo, per poi decadere in altre particelle. Quindi, al fine di dire se l’Higgs è apparso nella collisione, i ricercatori cercano prove di ciò in cui sarebbe decaduto.
Nell’agosto 2000, i fisici che lavoravano al LEP del CERN hanno visto tracce di particelle che potrebbero adattarsi al modello giusto, ma le prove sono ancora inconcludenti., LEP è stato chiuso all’inizio di novembre 2000, ma la ricerca continua al Fermilab in Illinois, e riprenderà al CERN quando l’LHC (Large Hadron Collider) inizia gli esperimenti nel 2005.
Per informazioni aggiornate sulla ricerca del bosone di Higgs:
LHC
Fermilab
ALEPH (esperimento LEP)
OPAL (esperimento LEP)
L3 (esperimento LEP)
DELPHI (esperimento LEP)