Il destino dell’Universo nelle mani del bosone di Higgs

higgsdecadRitorniamo a parlare di cose serie.
Torniamo a parlare del bosone di Higgs, tanto per non rilassarci troppo.

Perché? – mi domanda il mio cane – non ne avevamo già parlato abbastanza?

Si è vero,  ma la storia si fa intrigante.
Ti può sembrare strano o fantascientifico ma il destino dell’Universo sta nel bosone di Higgs. Più esattamente dal valore della sua massa.

Per quale motivo? – mi domanda il mio cane sempre interessato su questi argomenti.

Bravo Bleff, vedo che non sei un cane da salotto. Ora ti spiego nei limiti delle mie conoscenze.
Alla domanda dove stiamo andando, sembra proprio che la risposta a una delle domande più antiche della scienza  e di tutto il genere umano sia completamente racchiusa nelle caratteristiche di questa particella sfuggente e invisibile.

Ti può sembrare strano, puoi crederci o no, l’importanza di questa particella sta nel fatto che (in teoria) conferisce la massa a tutte le altre particelle e, di conseguenza, a tutta la materia dell’Universo visibile. Ed è per questo che viene anche chiamata la particella di Dio.

Quindi puoi capire che il bosone di Higgs è una particella davvero speciale, perché conferisce il dono della sostanza a tutte le cose.

I fisici la chiamano “massa” ed è la proprietà fondamentale di tutto ciò che esiste. Se non avessimo massa – se non l’avessero gli atomi, cioè i protoni, i neutroni, gli elettroni di cui noi stessi siamo costituiti – saremmo solo particelle che schizzano nel vuoto alla velocità della luce. Saremmo videogiochi, non realtà consistenti. Invece, dal momento che tutte le particelle elementari entrando in un “campo scalare speciale” interagiscono con il bosone di Higgs, allora la materia assume la sua consistenza, la sua massa, mettendo a posto le contraddizioni del Modello Standard che richiede che tutte le particelle abbiano massa pari a zero. (Inaf)

La novità (ma non tanto) riguarda proprio il valore della sua massa.
Cosa vuol dire, mi domanderai.

Bene, l’Higgs gioca un ruolo cruciale per capire com’è fatto l’Universo: la misura precisa della sua massa ci permetterà di conoscere il passato (quello che è avvenuto un decimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang) così come il futuro.

Infatti il destino dell’Universo, in termini di “stabilità” o “instabilità”, dipende criticamente dalla massa del bosone.

Vediamo come.
Per capirlo mi sono dovuto informare da un corso pdf online di  Fisica Nucleare e Subnucleare.

Secondo le misure dirette(LEP1 e LEP2) la misura della massa del bosone è di 114,4 GeV. Misura per altro molto incerta per limiti teorici e per la precisione richiesta sulle misure delle forze elettrodeboli.
Secondo  le ultime misure rilevate al  CERN di Ginevra al bosone viene attribuito il valore di circa 126 GeV.
Una differenza non da poco.

Lo so che a te, come ad altri, tutto questo  – caro amico – non dice niente.
Ma l’importanza è notevole. Perché questo valore sembra per ora collocarlo in una zona indefinita, la cosiddetta “metastabilità” e saranno necessarie misure più precise della sua massa se vogliamo conoscere il destino dell’Universo.

È proprio questo l’aspetto più intrigante e affascinante della scoperta.

Caro padrone – mi risponde il mio cane – con tutto il mio rispetto che ho per te, ma non c’ho ancora capito niente.

Uhmmm. Allora te lo spiego in due parole.
Come ho detto non si ha certezza del valore del bosone di Higgs per la non uniformità nel modo della sua determinazione. I fisici sanno, però, che variando il valore del peso dell’Higgs nel quadro del Modello Standard, (la teoria che spiega le interazioni tra le forze e le particelle note), si ottengono due scenari possibili.
Da un lato il collasso dell’Universo e dall’altro la sua espansione infinita.

Da quanto ti ho detto avrai capito quanto è importante l’esatto valoro della massa di questo elemento.
Una massa del bosone di Higgs pari a 126 volte la massa del protone (il valore che sembra emergere dai risultati di LHC) è, di pochissimo, inferiore a quella che garantirebbe che l’Universo in cui viviamo possa rimanere nello stato in cui siamo per sempre nel suo futuro.

In altre parole, il nostro Universo ha evitato uno stato rigidamente stabile.
Insomma, è come un pallone che colpisce il palo: se il bosone di Higgs avesse avuto un centesimo di massa in più il pallone sarebbe entrato in rete, cioè l’Universo sarebbe stato stabile in tutta la sua evoluzione futura; un centesimo in meno, e il pallone sarebbe clamorosamente uscito, cioè l’Universo avrebbe imboccato la strada di uno stato di vuoto “instabile” in cui non ci sarebbe stato posto per la nostra esistenza.

In ogni caso, neanche a farlo apposta, il valore che fa da spartiacque tra le previsioni è proprio 126 GeV. Come a dire che la natura si stia divertendo a tenerci nell’incertezza il più a lungo possibile.

Ora non ci resta che aspettare per capire come stanno veramente le cose.

Infatti, per almeno due anni, non ci saranno novità: il Large Hadron Collider, l’acceleratore di Ginevra dove è stato osservato per la prima volta il bosone, è appena stato spento per un periodo di riparazioni e aggiornamenti. Le misure ripartiranno a dicembre 2014: solo allora, finalmente, potremo saperne di più.

(fonte: Inaf)

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 bosone
La particella di Dio.
Il  bosone sarebbe quindi un portatore di forza del campo scalare (mare cosmico) che pervaderebbe tutto l’universo e sarebbe il responsabile della massa di   tutte le altre particelle. Ovvero che interagendo con le altre particelle   riesce a dare loro una massa.
E’ per questo che i fisici lo stanno cercando.
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Informazioni su bruce

Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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13 risposte a Il destino dell’Universo nelle mani del bosone di Higgs

  1. gabriarte ha detto:

    collasso? o espansione? Per come si mettono le cose mi verrebbe di pensare ad un collasso dell’universo ma a parte il mio pessimismo vorrei farti una domanda! è possibile che questa massa cambi il suo peso mutandolola di continuo. Un esempio che tu hai posto è stato il pallone che colpisce il palo, bastava un centesimo di più di massa e il pallone entrava nella rete ma come per il pallone mi sembra che occorrano tanti altri elementi che uniti al centesimo di più di massa cambiano la direzione per far entrare il pallone in rete. e che questi elementi sfuggono ai calcoli degli scienziati alla velocità della luce Ragiono come il tuo cane ma come lui mi piace ascoltare ciao Buona domenica

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    • bruce ha detto:

      Per niente male la tua domanda.
      C’è da dire però che l’Higgs ha una massa precisa (o quasi) in un piccolo “range” di valori, quindi non variabile. Le oscillazioni sul suo valore effettivo sono solo una questione di calcolo.
      Quindi il pallone fra le tante sue dimensioni guarda caso ha proprio la dimensione giusta per centrare il palo.
      Cosa significa? Significa che il suo valore di massa ha evitato che non esistessimo e nello stesso tempo che l’universo fosse stabile come una foto.

      Ora, che sappiamo che ha centrato il palo, c’è da chiarire la dimensione del palo, che nel nostro caso significa identificare con esattezza la massa del bosone che ci dirà qual è il futuro dell’universo, in espansione o il suo collasso. Ora ci troviamo nella zona che i teorici chiamano metastabiltà, ovvero indefinita o di incertezza.
      Bruce

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  2. MARGHIAN ha detto:

    Interessante!!! (a presto)

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    • MARGHIAN ha detto:

      Eccoci… ma allora non si e’ certi che l’universo sia piatto, che non sia “curvo” da collassare o “aperto” da espandersi e rarefarsi fino alla totale entropia.
      Se ho ben capito, una massa maggiore del bosone di higgs porterebbe al “big crunch”, e viceversa, una massa inferiore porterebbe ad un progressivo “appiattimento” del tutto.
      Il bosone di higgs, e’ da considerare facente parte della materia oscura? Io credo di si’.
      Qualora si determinasse la massa “esatta”- entro le oscillazioni irrilevanti intorno ad una “massa costante” del bosone di higgs-, potremmo avere certezze sul destino dell’universo, non conoscendo quanto influisce sulla gravitazione universale…l’energia oscura? Ciao.

      Marghian

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      • bruce ha detto:

        Caro marghian l’esigenza di scoprire il bosone di Higgs non è data dalla necessità di scoprire se l’universo è in espansione o in contrazione, rotondo, o piatto. Lì c’è di mezzo la costante di Hubble e poi ci si è ficcata anche la materia oscura.

        Il bosone di Higgs non è una forza generatrice di campi gravitazionali e pertanto non può essere la materia oscura.
        E’ un campo detto scalare, perché non ha direzione, che conferisce materia alle particelle che lo attraversano.

        L’attuale valore del bosone ci dice solo che esistiamo e non siamo una fotografia. Per il resto sono esercitazione dei fisici che si divertono a mettere valori più o meno compatibili nella teoria del Modello Standard per scoprire possibili scenari.
        Aspettiamo.
        Bruce

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  3. MARGHIAN ha detto:

    Ho capito meglio adesso, pur se io, leggendo “Infatti il ^destino dell’Universo, in termini di “stabilità” o “instabilità”, dipende criticamente dalla massa del bosone” e pensando che il bosone di Higgs ha una massa ancora da determinare- e la massa genera gravita’- mi sono posto questa domanda (se la rilevazione di una massa “superiore” del bosone potesse influire sul destino futuro del cosmo..anche in termini di espansione continua o di implosione).

    Il bosone di Higgs conferisce la massa a tutte le particelle (che interagiscono con il suo campo), senza la quale massa non esisterebbe la materia, questo mi e’ chiaro. Ciao e grazie.

    Marghian

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  4. ross ha detto:

    Ho dato una lettura veloce, devo rileggerlo con calma, comunque come al solito dirò la frase scontata: Interessante! Sai che il nostro amico Margh, ha fatto un’aggiunta al mio raccontino?
    non male come idea, mi piacerebbe vedere come potrebbe essere un racconto iniziato da te e proseguito da Marghian o viceversa, con il mio zampino però….Tema del racconto: come saranno i Terrestri tra un milione di anni? come vivranno e dove? troviamone uno e imbastiamo una storia su di lui, magari un archeologo che (nonostante tu dica sia impossibile) trova dei reperti nel fondo del mare del nostro secolo.
    Notte 😀
    ps. (ho scritto delle cazzate come al solito?..?) 😀

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    • MARGHIAN ha detto:

      Ross, bisogna vedere se avro’ l’ispirazione… ho buttato tutto di volata, in pochi minuti.
      Mi sembrava doveroso. Gesu’ alieno e adamo terrestre? No, alieni tutti e due, “per par condicio”.
      L’uomo fra un milione di anni? Sara’. magari..come i grigi-del ^presunto caso Roswell-, corpo piccolo e testa grande, glabra-i capelli non serviranno piu’-, l’apparato digerente sara’ semplice ( si “ciberanno” bevendo un liquido denso, prodotto in laboratorio, tre volte al giorno, senza bisogno di arrostire carne e coso).
      Impossibile trovare resti archeologici della nostra epoca? No, sempre che si tratti di futuri terrestri, non di alieni..o di terrestri di oggi che trovano tracce aliene del passato, ecco l’impossibile.
      Ciao Ross, ciao Bruce.

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      • MARGHIAN ha detto:

        corrige: “sempre che si tratti di futuri terrestri,non di alieni..o che non si tratti di terrestri di oggi che trovano tracce aliene del passato, ecco l’impossibile”.

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    • bruce ha detto:

      Mi piace l’idea, e mi sembra che marghian sia già sulla strada giusta.
      Appena avrò finito di mettere in ordine una cosina che sto scrivendo, approfondiremo la cosa, intanto te marghian vai avanti.
      Bruce

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      • ross ha detto:

        Mi sa che Marghian è quello che tra di noi ha meno tempo, io però vorrei creare un “terrestre” di origine terrestre, con sembianze simile alle nostre e meno ad ET,e con una tecnologia STRATOSFERICA.
        forza ragazzi!(di una volta)
        ciao ciao 😀

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        • MARGHIAN ha detto:

          Oh, Ross..tempo ne ho pochissimo, somma alle dieci ore piu’ viaggio dei martedi’ e dei giovedi’-e sei ore, piu’ viaggio, gli altri giorni-, la casa da accudire, e la stanchezza nelle ore libere (mi ci sono appena messo, davanti al pc, e devo far la cena).
          Faro’ il possibile.
          Ross, creare un terrestre con sembianze simili alle nostre e’ facile, basta aspettare qualche ventennio e vedrai che tecnologia stratosferica ci sara’ .
          “E.T”? Come sembianze io lo metterei fra..gli animali di un altro pianeta. E’ verosimile, se degli astronauti raggiungeranno un pianeta extrasolare abitato, esclamare “guarda questa forma di vita, sembra una tartaruga….”. E’ possibile anche che dica loro “telefono…casa” (speriamo non nel senso di “andatevene a casa” :mrgreen: ), noi abbiamo degli uccelli che parlano….).

          Io credo che gli alieni ..intelligenti, in molti casi, siamo simili a noi (e nel loro “regno animale”, probabilmente, molti esemplari avranno caratteristiche simili ai nostri animali: una “specie” di gambero, una “specie” di serpente, una “specie” di coccodrillo, una “specie di cane”(bleff, tranquillo, sei il migliore dell’universo… 🙂 eccetera eccetera. Ciao.

          Marghian

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      • MARGHIAN ha detto:

        Ciao Bruce. Andremo pure avanti, io e Ross, ma… Ross, stiamo attenti a non esagerare nel dare una origine aliena a certi grandi personaggi . Finiremo per raccontare che sono alieni anche Cesare, Carlo Magno, Michelangelo, Leonardo, Galileo, Garibaldi o Gandhi….”. Gia’ ci danno man forte coloro che dicono che Elvis era un alieno, percio’ andiamoci piano… 🙂

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