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Monday, July 9, 2012

Roberto Vacca: bosone di Higgs - capirlo? parlarne?


Allego articolo sul bosone di Higgs, pubblicato oggi da IL CAFFE' di Locarno.
Cerco di spiegare come la fisica teorica moderna abbia prodotto strumenti così potenti e comprensione così profonda che può superare il dettame di Galileo [esperienza e sensi anteposti a ogni discorso].
Ora si ragiona su enti che devono esistere perché siano spiegabili fenomeni o processi osservati. Questi ragionamenti sono così ben fatti che poi quegli enti vengono osservati davvero.
Per capire di che cosa si tratti, però, bisogna studiare a lungo e approfondire -- i discorsi semplificati dicono poco.
Poi credo che scriverò un pezzo sulla materia oscura: pare che certi tedeschi l'abbiano osservata e misurata.
Best
Roberto


Non ci sarà mai UNA ultima invenzione – e capisce quelle attuali solo chi studia tanto   -  di Roberto Vacca,   IL CAFFE’ .8 Luglio 2012.
Nel 1948 furono inventati i transistor: “Piccoli elementi solidi atti a costituire circuiti elettronici, in cui fluivano quantità minime di energia”. Ci si sarebbero realizzati radio, televisori, forse computer. Un ingegnere che conoscevo era scettico:
“Quando mai? È un’esagerazione giornalistica!”
Poi si convinsero tutti. Ci fu una invasione di radioline. Pochi anni dopo vennero i grandi computer allo stato solido sempre più veloci. L’impatto della scienza sulla tecnologia fu rapido. Gli utenti finali non si chiedevano come funzionassero transistor e radio, ma gli ingegneri lo capivano bene. Gli elettronici di oggi conoscono teoria e pratica di transistor e chip.. Costruiscono televisori, computer, robot e i gadget che usiamo e di cui si parla di continuo. I progressi sono continui, tangibili. Le loro genesi e meccanismi sono familiari almeno a parecchi esperti. Sono intuiti, in modo superficiale, anche da una parte del pubblico. La fisica dello stato solido (dei transistor, dei chip) è complessa, ma “si capisce”.
Invece è estremamente più arduo capire i progressi della fisica moderna. Al CERN di Ginevra è stato rilevato il bosone di Higgs, uno dei 6 bosoni elementari. La sua esistenza fu arguita nel 1964: doveva esistere per spiegare la coerenza di altre osservazioni fatte, ma non era stato ancora osservato.
Da Planck in poi i fisici si sono scostati nettamente dal principio di Galileo "Ciò che l'esperienza e i sensi ci dimostrano, devesi anteporre a ogni discorso ancorchè ne paresse assai fondato." Prima si definisce la natura di oggetti che, soli, possono spiegare processi complessi. Poi, vengono osservati e misurati. Fermi definì nel 1934 il neutrino, la cui emissione avrebbe spiegato come un neutrone decada producendo un protone e un elettrone: i neutrini furono osservati da F. Reines nel 1958. Abdus Salam definì nel 1968 i bosoni “gauge” W+, W- e Z che mediano la forza nucleare debole: furono osservati da Rubbia nel 1983. Questi scienziati ebbero tutti il Premio Nobel.
Taluno dice: “Ora che si è “visto” il bosone di Higgs, si è capito tutto. Non ci saranno più scoperte.” La frase non ha molto senso. Certo la scoperta avrà conseguenze interessanti, anche tecnologiche – in avvenire Ora, soprattutto, i fisici d’avanguardia capiscono meglio quale sia l’origine della massa delle particelle elementari. Ma già questa affermazione per essere capita impone a ogni non esperto, di studiare a lungo solo per capire la definizione degli enti di cui parliamo:
“I bosoni sono particelle a spin intero (non frazionario). Sono governati dalle statistiche di Bose-Einstein, non da quelle di Fermi-Dirac. Sono bosoni: i mesoni, i fotoni, i gluoni e i nuclei con numero di massa pari (come quello dell’elio), i 4 bosoni gauge, il bosone di Higgs e i gravitoni.”
E che c’è da scoprire ancora? Quasi tutto. Molti fisici pensano che esistano i multiversi. Sono ipotetici insiemi di universi multipli coesistenti in diverse dimensioni dello spazio o a distanze enormi gli uni dagli altri. Ciascuno avrebbe, come il nostro, tre dimensioni spaziali (o forse di più) e una temporale. Non sono osservabili. Altri fisici famosi  dicono che l’universo è fatto di stringhe. Sarebbero entità a una dimensione, cento miliardi di miliardi di volte più piccole di un nucleo atomico. Neanche le stringhe sono osservabili, ma taluno - ardito - sostiene che con la teoria delle stringhe si dimostra che i multiversi sono reali e che il nostro mondo ne è una proiezione olografica. Molti premi Nobel dissentono: quella teoria non ha basi sperimentali.
Il fisico Brian Greene ha pubblicato sull’argomento La realtà nascosta: Universi paralleli e le profonde leggi del cosmo”. Una teoria dei multiversi fu esposta già nel 1957 da Hugh Everett. Un elettrone ha una probabilità p di emettere un fotone e una probabilità (1-p) di non emetterlo, ma un evento non escluderebbe l’altro: se nel nostro universo lo emette, subito si creerebbe un universo alternativo in cui non lo emette. Ogni processo subatomico soggetto alla elettrodinamica quantistica sdoppierebbe l’universo – ne esisterebbero, quindi, tanti paralleli e in ciascuno avverrebbero cose diverse. La elettrodinamica quantistica in base a relazioni matematiche probabilistiche permette di prevedere i risultati di esperimenti ancora non effettuati con la precisione di una parte su 100 miliardi. Non consente, però, di prevedere eventuali effetti di fenomeni subatomici su oggetti macroscopici e certo non sull’intero universo. Queste teorie non possono essere confermate, né falsificate dall’esperienza: vanno considerate come “vaccinate”, cioè non dibattibili, nè interessanti. Come scrisse Feynman:”Abbiamo bisogno dell’immaginazione, ma costretta in una terribile camicia di forza”.
Greene arguisce anche: se l’universo è infinito deve contenere copie del nostro sistema solare, della Terra, di noi stessi che differiscano fra loro solo per qualche dettaglio. Lascia freddi questa ipotesi: se queste copie esistono a miliardi di anni luce da noi non possiamo saperlo e non ci fa differenza.
Non ci attendiamo scoperte straordinarie solo in fisica. Gli strumenti della fisica stanno permettendo di studiare e capire il funzionamento del cervello umano: l’oggetto più complesso, interessante e ancora non bene noto dell’universo. Potremo capire chi siamo, come siamo fatti, come possiamo curarci meglio. Ogni giorno i panorami delle cose nuove da scoprire e da capire si rivelano più vasti e interessanti. I grandi scienziati  ci possono sembrare troppo eccelsi e irraggiungibili. Anche ciascuno di noi, però, sa bene che, se ci prova, può aprire la sua mente a capire le discipline antiche, anche umanistiche, e quelle moderne: nanotecnologie, biofisica, cosmologia, biologia molecolare, scienza dei computer. Non c’è limite – e, dove non riusciamo ad arrivare, esortiamo i nostri figli a provarci.

4 comments:

NeXuS said...

Mi spiace, ma al CERN non e' stato osservato il Bosone di Higgs. Al CERN sono stati osservati fenomeni che hanno a che vedere con una particella che potrebbe essere il Bosone di Higgs, ma anche no.

Sono necessari ulteriori esperimenti ed ulteriori analisi per stabilire con adeguata certezza di che cosa si tratti.

In ogni caso, indipendentemente dal risultato, gli esperimenti porteranno cambiamenti importanti nel mondo della fisica delle particelle e non solo.

Dino Gruppuso said...

Gentile Nexus,
ovviamente io non sono qualificato per commentare fatti della fisica e tantomeno le opinioni dell'Ingegner Vacca a cui non servono presentazioni.
Ho riletto però l'articolo dell'ing. Vacca e non ho rilevato nessun annuncio relativo all'avvenuta "osservazione" del Bosone di Higgs, anzi l'articolo pone la questione della problematicità del progresso delle teorie fisiche rapportato al senso comune.
La mia personale idea è che comunque mai si potrebbe osservare altro che "fenomeni" relativi all'oggetto degli esperimenti.

NeXuS said...

Dall'articolo: "Al CERN di Ginevra è stato rilevato il bosone di Higgs, uno dei 6 bosoni elementari".

E' giusto per chiarezza, perche' in mezzo mondo si sta facendo sensazionalismo senza che le teorie siano state verificate completamente.

NeXuS said...

Tra parentesi, splendido video di Jorge Cham riguardo il bosone di Higgs corredato di una intervista ad uno dei ricercatori del CERN coinvolti negli esperimenti. http://vimeo.com/41038445

Jorge Cham e' l'autore dello splendido PhD Comics.

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