La Fisica delle particelle elementari

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con cui la natura lo sostituisce"

(Tennessee Williams)

 

l'origine della massa

 

Perché la simmetria delle interazioni debole ed elettromagnetica si rompe così bruscamente alle comuni energie? La domanda diventa ancora più pressante perché nella formulazione teorica della simmetria elettrodebole tanto il fotone quanto i bosoni vettori deboli hanno inizialmente massa nulla. Quindi le grandi masse osservate per i bosoni vettori deboli hanno origine dalla rottura della simmetria elettrodebole e la domanda posta diventa in realtà: qual'è l'origine della massa?

Nella versione più semplice della dinamica elettrodebole, la rottura spontanea della simmetria scaturisce da un campo elettricamente neutro, il campo di Higgs, dal nome di Peter W. Higgs dell'Università di Edimburgo.
 


Peter Higgs


Il campo di Higgs, se esiste, deve assumere un valore di fondo uniforme e non nullo anche nel vuoto. L'idea che il vuoto "contenga" qualche cosa, addirittura un campo uniforme non nullo, contrasta con la nozione comune del vuoto come spazio privo di materia. Invece, nella meccanica quantistica, l'aspetto paradossale di questo risultato è stato risolto da tempo. Che il campo di Higgs sia o meno reale, il vuoto quantomeccanico ha un'attività costantemente fluttuante.

L'interazione di una particella con il campo di Higgs contribuisce all'energia della particella rispetto al vuoto. Questa energia equivale a una massa. Nel modello più semplice del campo di Higgs, le masse dei quark, dei leptoni e dei bosoni vettori deboli sono tutte interpretate come un risultato dell'interazione con un unico campo di Higgs. Vi è sempre una particella associata a un campo quantomeccanico e quindi, nella forma più semplice del meccanismo di Higgs, per la rottura della simmetria, vi è una particella di Higgs associata a un campo di Higgs. 

Se la particella di Higgs esiste, dovrebbe essere possibile rivelarla, ma le ricerche finora eseguite non hanno approdato ad alcun risultato.

 


a cura di Pio Passalacqua 

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