Particella di Higgs

particella di Higgs

Particella elementare massiva, detta anche bosone di Higgs, prevista dalla teoria dell’interazione elettrodebole ma non ancora rilevata sperimentalmente. Essa deve il suo nome al fisico britannico Peter Higgs, che nel 1964 sviluppò una teoria per la rottura spontanea di simmetria, nota come meccanismo di Higgs. Tale meccanismo produce la rottura spontanea della simmetria elettrodebole e quindi le masse di fermioni e bosoni di gauge, senza che si abbia un’esplicita rottura della simmetria di gauge. Esso prevede, all’interno del modello generale di Glashow-Weinberg-Salam, che dopo la rottura spontanea della simmetria, resti una particella elettricamente neutra, con spin zero, detta bosone di Higgs H⁰, responsabile delle masse dei fermioni e dei bosoni di gauge. La sua massa non è nota dalla teoria e rappresenta un parametro libero del Modello Standard, non deducibile dalla conoscenza delle altre particelle. Gli esperimenti condotti da LEP (Large election-position collider) e LEP2 hanno fornito un limite inferiore di 91 GeV. Un limite superiore (ca. 1 TeV) si può ricavare sulla base della teoria perturbativa. Misure di precisione sui parametri elettrodeboli limitano ulteriormente la massa a 450 GeV. Il valore più probabile sembra aggirarsi su 100 GeV. Gli esperimenti condotti finora non sono tuttavia riusciti a rilevare tale particella. Il compito è ora passato a due nuovi esperimenti, Tevatron e LHC (Large hadron collider). La ricerca di bosoni di Higgs non assorbiti è proprio lo scopo principale del nuovo acceleratore con anello di accumulazione LHC, entrata in funzione al CERN il 10 settembre 2008. L’esistenza dei campi di Higgs sarebbe di fondamentale importanza per l’interpretazione moderna della fisica delle particelle elementari. La prova sperimentale dell’esistenza del bosone di Higgs costituirebbe la piena conferma del modello dell’unificazione elettrodebole di Glashow-Weinberg-Salam. Si tratta pertanto di una particella fondamentale all’interno del Modello Standard in quanto si ipotizza essere la portatrice di forza del cosiddetto campo di Higgs, che si suppone permeare l’Universo conferendo massa a tutte le particelle. La prova della sua non esistenza spingerebbe invece verso la ricerca di concetti teorici completamente innovativi.

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