Il Bosone di Higgs

Il Bosone di Higgs – L’invenzione e la scoperta della «particella di Dio»

Il bosone di Higgs è un bosone elementare, massivo e scalare che svolge un ruolo fondamentale all’interno del Modello standard. Venne teorizzato nel 1964 e rilevato per la prima volta nel 2012 negli esperimenti ATLAS e CMS, condotti con l’acceleratore LHC del CERN. La sua importanza è quella di essere la particella associata al campo di Higgs, che secondo la teoria permea l’universo conferendo la massa alle particelle elementari. Inoltre la sua esistenza garantisce la consistenza del Modello standard, che senza di esso porterebbe a un calcolo di probabilità maggiore di uno per alcuni processi fisici.

Il bosone di Higgs è noto al grande pubblico e ai media con la denominazione di “Particella di Dio“, derivante dal titolo del libro di fisica divulgativa di Leon LedermanThe God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?“, pubblicato nel 1993. Tale titolo derivò da un cambiamento da parte dell’editore del soprannome di “Goddamn particle” (particella maledetta), originalmente scelto dall’autore in riferimento alla difficoltà della sua individuazione. Higgs ha dichiarato di non condividere questa espressione, trovandola potenzialmente offensiva nei confronti delle persone di fede religiosa.

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Il Bosone di Higgs – L’invenzione e la scoperta della «particella di Dio»

Tra i tanti oggetti pervasivi ed elusivi che affollano la dimensione invisibile del mondo subatomico, il “bosone di Higgs” è stato il più pervasivo ed elusivo: quella particella era l’elemento cruciale che mancava a completare il puzzle del Modello Standard, perché conferiva massa a tutte le altre particelle elementari, un enigma rimasto altrimenti insoluto.

Quando finalmente il 4 luglio 2012 il CERN ne ha annunciato la verifica sperimentale, la “particella di Dio” (come un fisico l’ha temerariamente denominata) ha attirato su di sé i riflettori dell’attenzione mediatica mondiale.

Affrontando l’intera questione con un rigore che ne acuisce la densità intellettuale e la vertigine tecnologica, Jim Baggott segue due percorsi paralleli. Non solo, infatti, ne ricostruisce la genesi teorica, ma ripercorre tutte le stazioni di avvicinamento all’eclatante risultato di Ginevra:

  • il legame tra i primi acceleratori degli anni Venti e le collisioni di particelle nei raggi cosmici
  • la messa a punto del ciclotrone da parte di Lawrence
  • il contributo di Van der Meer, il cui metodo di “raffreddamento stocastico” ha permesso al gruppo di Rubbia l’individuazione dei bosoni W e Z, decisivi per arrivare alla scoperta del bosone di Higgs
  • le svolte del LEP (Large Electron-Positron Collider) e dell’ormai leggendario LHC (Large Hadron Collider), che con i suoi 1600 magneti superconduttori ha permesso di sviluppare energie senza precedenti Prefazione di Steven Weinberg.
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L’invenzione e la scoperta della «particella di Dio»
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Dal protone al bosone di Higgs: nel grande acceleratore del CERN  – Il grande collisionatore di adroni (LHC) è il più potente acceleratore di particelle al mondo, ed uno dei più complessi strumenti scientifici mai costruiti. Basato al CERN di Ginevra, ma gestito da migliaia di fisici organizzati in collaborazioni internazionali che fanno funzionare i quattro rivelatori, questo strumento produce oltre un miliardo di collisioni di protoni al secondo, nei quali nuove particelle vengono continuamente prodotte ed analizzate. Questo libro si indirizza al lettore curioso che non abbia necessariamente basi scientifiche.

Lo porta passo passo attraverso le evoluzioni della fisica moderna (meccanica quantistica, relatività) fino a capire come sono fatti gli strumenti che analizzano i dati dell’LHC descrivendo i principali temi di ricerca e soffermandosi sulla scoperta del bosone di Higgs, con uno sguardo verso il futuro e ad eventuali nuove scoperte.

Mario Campanelli 


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