LA FISICA

LHC è un progetto enorme, forse il maggiore progetto realizzato dall’umanità, sia per investimenti in denaro che in capacità intellettuale, scientifica, tecnica e organizzativa. Non si tratta di un progetto bellico né di un progetto per realizzare dei profitti: si tratta di una macchina per comprendere meglio l’Universo in cui viviamo. Nessuno diventerà né più ricco né più potente grazie a LHC. Tuttavia, malgrado la sua apparente inutilità, LHC è ormai pronto per cominciare il suo lavoro.
Quali sono le speranze degli scienziati che l’hanno voluto?
Lo studio delle particelle elementari, cominciato con la scoperta dell’elettrone alla fine del 1800, ha compiuto straordinari progressi e ha raggiunto elevatissimi livelli di complessità e di astrazione. Man mano che le conoscenze in questo settore sono andate raffinandosi sono nati via via nuovi problemi che, per essere affrontati, hanno avuto bisogno di nuovi strumenti sperimentali e concettuali. Oggi siamo al punto che solo una macchina come LHC è, forse, in grado di rispondere ad alcune delle domande fondamentali che si sono aperte nello studio della materia e dell’Universo.

Prima domanda: La particella di Higgs
Una delle domande più sconcertanti che si pone la fisica moderna è: perché le particelle hanno una massa e perché hanno masse diverse?
I teorici pensano che la risposta sia un particolare meccanismo legato al cosiddetto campo di Higgs, che, secondo la teoria, dovrebbe pervadere l’intero spazio. Le particelle acquisirebbero la loro massa nell’interazione con questo campo: una massa grande se l’interazione è forte, o una massa piccola se l’interazione è debole. Il campo di Higgs sarebbe associato con una particella, chiamata bosone di Higgs, che, se esiste, LHC dovrebbe essere in grado di rivelare.

Seconda domanda: La supersimmetria
I cosmologi hanno scoperto che la materia visibile con gli strumenti a nostra disposizione costituisce appena il 4% di tutta la materia esistente. Il resto è materia oscura (circa 23%) o una forma di energia detta energia oscura (73%). Una possibile spiegazione dell’energia oscura sarebbe la supersimmetria, familiarmente detta SUSY dai fisici. Secondo SUSY, per ogni particella esisterebbe una sua controparte supersimmetrica, che, anche in questo caso, dovrebbe essere rivelata da LHC.

Terza domanda: Antimateria
Dagli anni trenta del secolo scorso si sa che oltre alla materia normale che compone l’Universo noto, esiste anche l’antimateria, costituita dalle stesse particelle che costituiscono la materia ma con carica opposta. Per esempio l’antiparticella dell’elettrone, che ha carica elettrica negativa, è il positrone, una particella del tutto analoga all’elettrone ma con carica elettrica positiva.
Secondo le teorie cosmologiche, durante il big bang dovrebbero essersi create uguali quantità di materia e di antimateria. Tuttavia l’Universo è fatto quasi esclusivamente di materia. Dove è finita tutta l’antimateria, si chiedono di fisici? Forse LHC troverà una risposta.