Nel ramo della fisica quantistica, si tenta di studiare il meccanismo da cui ha origine la massa dell'universo. Grazie a questo è stato possibile scoprire il Bosone di Higgs. È una particella elementare che gli scienziati ritengono abbia un ruolo fondamentale nel conoscere l'origine dell'universo. La conferma dell'esistenza dell'universo è uno degli obiettivi del Large Hadron Collider. È l'acceleratore di particelle più grande e potente al mondo.
In questo articolo vi racconteremo cos'è il bosone di Higgs, quali sono le sue caratteristiche e quanto è importante.
Importanza del bosone di Higgs
L'importanza del bosone di Higgs è che è l'unica particella che può spiegare l'origine dell'universo. Il modello standard della fisica delle particelle descrive perfettamente tutte quelle particelle elementari e le interazioni che hanno con l'ambiente che le circonda. Resta però da confermare una parte importante, che è ciò che può darci una risposta all'origine della messa. Va tenuto presente che se l'esistenza della massa dell'universo avvenisse in modo diverso da quella che conosciamo. Se un elettrone non avesse massa Gli atomi non esisterebbero e la materia non esisterebbe come la conosciamo. Se fosse massa, non ci sarebbe chimica, né biologia, e non esisterebbero esseri viventi.
Per spiegare l'importanza di tutto questo, il britannico Peter Higgs negli anni '60 postulò che esisteva un meccanismo noto come campo di Higgs. Così come il fotone è una componente fondamentale quando ci riferiamo a campi magnetici e luce, questo campo richiede l'esistenza di una particella che possa comporlo. Qui sta l'importanza di questa particella poiché ha il compito di far funzionare il campo stesso.
Funzionamento del meccanismo
Spiegheremo un po 'come funziona il meccanismo di campo di Higgs. È una sorta di continuum che si estende su tutto lo spazio ed è costituito da un numero infinito di bosoni di Higgs. È la massa delle particelle che sarebbe causata dall'attrito con questo campo, quindi si può concludere che tutte le particelle che hanno un maggiore attrito con questo campo hanno una massa maggiore.
Molti di noi non sanno veramente cosa sia un bosone. Per comprendere meglio tutti questi concetti un po 'più complessi, analizzeremo cos'è un bosone. Le particelle subatomiche si dividono in due tipi: fermioni e bosoni. Questi primi sono incaricati di comporre la materia. La materia che conosciamo oggi è costituita da fermioni. D'altra parte, abbiamo i bosoni che sono responsabili del trasporto delle forze o delle interazioni della materia tra di loro. Cioè, quando la materia può interagire tra l'una e l'altra, esercita una forza ed è determinata dai bosoni.
Sappiamo che i componenti di un atomo sono elettroni, protoni e neutroni. Questi componenti dell'atomo sono fermioni, mentre il fotone, il gluone e i bosoni W e Z sono responsabili rispettivamente delle forze elettromagnetiche. Sono anche responsabili delle forze nucleari forti e deboli.
Rilevazione del bosone di Higgs
Il bosone di Higgs non può essere rilevato direttamente. La ragione di ciò è che una volta che si verifica la sua disintegrazione, è quasi istantanea. Una volta che si disintegra, dà origine ad altre particelle elementari che ci sono più familiari. Quindi possiamo vedere solo le impronte del bosone di Higgs. Quelle altre particelle che potrebbero essere rilevate all'LHC. All'interno dell'acceleratore di particelle i protoni entrano in collisione a una velocità molto vicina a quella della luce. A questa velocità sappiamo che ci sono collisioni in punti strategici e che possono essere posizionati rilevatori di grandi dimensioni.
Quando le particelle si scontrano così tra loro, generano energia. Maggiore è l'energia generata dalle particelle quando si scontrano, maggiore è la massa che le particelle risultanti possono avere. Perché la teoria stabilita da Einstein non stabilisce la sua massa, ma una vasta gamma di valori possibili, sono necessari acceleratori di particelle ad alta potenza. L'intero campo della fisica è un nuovo territorio da esplorare. La difficoltà di conoscere e indagare su queste collisioni di particelle è qualcosa di piuttosto costoso e complesso da eseguire. Tuttavia, l'obiettivo principale di questi acceleratori di particelle è scoprire il bosone di Higgs.
La risposta al fatto che il bosone di Higgs sia stato finalmente trovato è definita in statistica. In questo caso, le deviazioni standard indicano la probabilità che un risultato sperimentale possa essere bevuto al caso invece di essere un effetto reale. Pertanto, dobbiamo ottenere una maggiore significatività dei valori statistici e quindi aumentare la probabilità di osservazione. Tieni presente che tutti questi esperimenti devono analizzare molti dati poiché il collisore di particelle genera circa 300 milioni di collisioni al secondo. Con tutte queste collisioni, i dati risultanti sono abbastanza difficili da eseguire.
Benefici per la società
Se il bosone di Higgs verrà finalmente scoperto, potrebbe essere una svolta per la società. Ed è che segnerebbe la strada nell'indagine di molti altri fenomeni fisici come la natura della materia oscura. È noto che la materia oscura costituisce circa il 23% dell'universo, ma le sue proprietà sono in gran parte sconosciute. È una sfida per la disciplina e gli esperimenti con l'acceleratore di particelle.
Se il bosone di Higgs non viene mai scoperto, costringerà a formulare un'altra teoria per poter spiegare come le particelle ottengono la loro massa. Tutto ciò porterà allo sviluppo di nuovi esperimenti che possono confermare o negare questa nuova teoria. Tieni presente che questo è il modo in cui la scienza è ideale. Devi cercare uno sconosciuto e sperimentare finché non trovi le risposte.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sul bosone di Higgs e sulle sue caratteristiche.