La particella di Higgs (poco a che fare con dio)

Vi ricordate quel 4 luglio 2012?

di Gianluca Cicinelli

Già che chiamano la tua scoperta «la particella di dio» ti verrebbe da darti qualche aria. Non fu così per Peter Higgs, compostissimo e serio scienziato britannico, un uomo di pace impegnato nella Campagna per il disarmo nucleare e non in linea con l’immagine dello scienziato mondano. Grazie a lui fu teorizzata – per essere dimostrata 48 anni dopo in laboratorio, il 4 luglio 2012- l’ultima particella mancante prevista dal modello standard della fisica, il perno della generazione della massa nell’universo. Higgs è notoriamente ateo, come è altrettanto noto che proprio per questo motivo non ha mai gradito il nomignolo divino affibbiato alla sua scoperta.

Inquadrato l’argomento proviamo in poche parole a spiegare esattamente di che si tratta.

Le particelle, gli atomi, all’inizio dell’universo esistevano ma senza massa: massa che assunsero un momento dopo interagendo con un campo, detto campo di Higgs, grazie al quale assumono massa tutte le particelle subatomiche che interagiscono con esso. Il bosone è il portatore di forza di questo campo ed è dotato di massa propria, il cui valore non è previsto dal Modello standard della fisica, quello che descrive le proprietà e il comportamento delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali.

 

Possiamo, con lieve improprietà, definire il bosone di Higgs come un collante in cui il vuoto diventa entità fisica. Anche pensando di aver compreso il concetto (cosa tiene insieme protoni, elettroni e tutte le altre particelle subatomiche? il bosone di Higgs) non possiamo in realtà ancora comprendere in pieno le ricadute sullo studio della fisica di un modello in cui il vuoto non è vuoto ed è caratterizzato da proprietà fisiche. Il punto è comprendere se il bosone sia davvero l’ultima particella scoperta del vecchio modello o la prima di uno nuovo che impropriamente definiamo fisica quantistica. Qui ci fermiamo con la scienza però, visto che gli scienziati del Cern, 48 anni dopo l’intuizione di Higgs, dimostrarono in laboratorio che il bosone esisteva ma… continuano a studiare i risultati dell’esperimento del 2012.

Come avrete compreso dalle righe precedenti un problema di difficoltà pari alla sperimentazione scientifica è l’informazione sulla scienza. Un giornalista è un essere orribile capace di presentarsi dinanzi al più grande scienziato del mondo, che da tre decenni studia particelle “sotto atomiche” senza vederle ma calcolandole, e con una incredibile faccia tosta chiedergli: «Ci spieghi la fisica nucleare in poche parole». E lo scienziato anziché annientarlo con lo smolecolatore che ha appena inventato prova con pazienza a spiegare che quando avvolgiamo gli spaghetti con la forchetta mettiamo in moto un processo nucleare che a sua volta mette in movimento l’intero universo.

Attenzione perché abbiamo appena cominciato con Higgs, ma per capirlo è necessario comprendere cosa è accaduto nel circa mezzo secolo trascorso fra la paginetta che lui scrisse nel 1964 e la sperimentazione del Cern. Peter Higgs non ha scritto volumi. Sembra un particolare di poco conto ma è interessante il rapporto tra la parola e la scienza. Un pomeriggio del 1964 Higgs ebbe l’intuizione passeggiando per le montagne scozzesi, la trascrisse su un foglietto in circa trenta righe. Non era ancora però la teoria che oggi conosciamo. O almeno non era riconosciuta dalla comunità scientifica. Perché anche gli scienziati hanno il problema di capire l’affidabilità di una ricerca che sfiori magari un campo in cui possono fare verifiche ma aprendo nuove prospettive va convalidata o confutata calcolo dopo calcolo. Esistono per questo le riviste della comunità scientifica, riviste internazionali spesso finanziate dalle università più prestigiose. Così, quando Higgs ebbe la prima idea della sua teoria, scrisse un articolo che pubblicò in Physics Letters, una rivista di fisica europea pubblicata in svizzera al Cern, sempre nel 1964.

La stessa rivista pochi mesi dopo rifiutò un secondo articolo di Higgs, giudicandolo «di nessuna rilevanza evidente per la fisica». Un vero peccato, perché era l’articolo in cui, dopo essersi accorto di un passaggio carente nel precedente articolo, Higgs sviluppò un modello teorico oggi chiamato «meccanismo di Higgs» che gli consentiva d’individuare il famoso bosone che porta il suo nome.

Higgs inviò, dopo il rifiuto iniziale, il suo scritto a Physical Review Letters, un’altra importante rivista di fisica, che lo pubblicò sempre nel 1964 con un paragrafo in più della versione rifiutata dall’altra rivista. Poche righe per fissare un pensiero grazie al quale si completava il cerchio iniziato con gli studi dell’essere umano sull’atomo.

Perché come dicevamo sopra Higgs non ci lascerà infiniti testi relativi ai suoi studi. Ma siamo nel 1964, non dobbiamo dimenticarlo, la parola, la fascinazione della parola ancora prevale sulla nuda formula matematica.

L’immagine del cosmonauta Gagarin fa presa sull’opinione pubblica molto più dei complicati calcoli per farlo arrivare nello spazio; Giulio Natta inventa la plastica; nasce la serie britannica di fantascienza “Doctor Who” e c’è una parvenza di personal computer partorito dalla Olivetti: insomma il mondo, le persone al tempo stesso sono beneficiarie dello sviluppo scientifico ma turbate e piene d’interrogativi sulle conseguenze della scienza. Qual è il confine tra la formula matematica e l’infinito che intuisci alzando lo sguardo in una notte stellata? Può davvero quella formula senza emozioni svelare il segreto dell’universo? Non è soltanto un lavoro per scienziati è anche un lavoro per scrittori.

Isaac Asimov, che in vita sua ha scritto centinaia di volumi, è un signore che tra parola e scienza ha stabilito un nesso dialettico fin da quando era un giovane studente di dottorato in chimica alla Columbia University. Erano gli stessi anni della scoperta di Higgs, intorno al 1965. Asimov in quell’anno speciale introdusse nel mondo scientifico la Tiotimolina, una nuova molecola. Nel suo articolo «Le proprietà endocroniche della tiotimolina risublimata» Asimov spiegò – con calcoli e grafici – questa struttura dalla solubilità talmente elevata da sciogliersi prima del contatto con l’acqua, lasciando aperta la porta a quesiti psicologici e filosofici. Come faceva infatti la tiotimolina a sapere in anticipo se l’acqua sarebbe stata versata e decidere quindi se restare solida o sciogliersi? Aprì così le porte della chimica alla psicochimica e alla «motivazionometria», la scienza che misura il grado di determinazione di una persona. Ancora oggi l’articolo di Asimov è oggetto di ricerche di studenti che si recano nelle biblioteche statunitensi cercando articoli e libri della bibliografia citata da Asimov nel suo articolo. Non le trovano però… perché l’intera storia, convalidata in un primo momento dalla comunità scientifica, era completamente inventata. Non ci cascarono soltanto i lettori di Asimov (e della fantascienza) ma illustri scienziati.

Solo poche settimane prima Higgs era stato trattato da una comunità scientifica come uno scrittore di fantascienza, mentre Asimov – cioè il vero scrittore -riusciva a pubblicare un suo articolo scientifico quasi con il bollo papale della comunità scientifica internazionale.

L’attenzione nello scrivere di scienza deve essere sempre estrema. Dovrebbe cioè arricchire la nuda scienza delle infinite variabili che la vita offre anche in barba alle regole date per scontate, conservando l’integrità inconfutabile delle trenta righe di Higgs ma riempiendole con il mondo di Asimov che utilizza le scarne parole per costruire vite in una relazione dialettica originata dalla scoperta.

Il caso Higgs è un’occasione per parlare lontano dai riflettori del rapporto fra scienza e informazione, anche se lo scienziato britannico non trovò grosse ostilità nel mondo accademico. Ma noi siamo qui a parlare di Higgs perché la sperimentazione gli ha dato ragione. Perché dove prima c’era uno zero è passata una super fetecchia di cosa materiale e dopo non c’era più uno 0 ma uno 0,000001. Semplice, essenziale. Con alcune conseguenze che comportano domande a cui rispondere, soprattutto quando riguardano la collettività. Sembra di leggere in quelle trenta righe di Higgs la consapevolezza che lo scienziato debba fornire alla società soltanto il dato scarno, l’oggettività da cui far partire una discussione. Nell’era di Higgs esisteva una corrente letteraria e filosofica in grado di trasformare i dati che gli scienziati fornivano alla convivenza per migliorarne la qualità … in incubi mostruosi che lasciavano intravedere l’antimateria sociale delle conseguenze di un cattivo utilizzo della conoscenza scientifica: da Asimov a Bellow passando per la Beat Generation. Invece nella nostra era alla presunta oggettività etica della scienza nessuno ha più il coraggio di contrapporre un’idea di miglior mondo possibile.

MA COSA SONO LE «SCOR-DATE»? NOTA PER CHI CAPITASSE QUI SOLTANTO ADESSO.