Bosone o Waldo?

A volte la migliore divulgazione scientifica si nasconde in un semplice commento in fondo a un post.
Come accade con il nostro autore Zarathustra, che nella vita di tutti i giorni fa il ricercatore, e che qui su OMg!Science! ha affrontato argomenti “tosti” come la sperimentazione animale (è sua l’analisi su L’Imperatrice Nuda) e il bosone di Higgs.

Proprio parlando del bosone, e rispondendo ai dubbi di un lettore, ci ha regalato una bellissima spiegazione di come funzionano i bosoni e le forze fondamentali, illustrando argomenti difficilissimi con un’elegante semplicità.

E siccome lui, con modestia, ha relegato la sua piccola arte solo in un commento, ho voluto riportarla qui, perché possano leggerla tutti.

Giovanni

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Ciao nando,

scusa il ritardo con cui ti rispondo.

I tuoi dubbi vengono dal fatto che mi sono spiagato male io, per cui cerchero’ di chiarirti la situazione:

1) le particelle hanno delle proprietà (la carica elettrica, la carica di colore, la massa)
2) queste proprietà esistono come proprietà di interazione, ovvero se ci fosse un solo elettrone in un universo altrimenti completamente vuoto, non sarebbe possibile scoprire che ha una carica elettrica.
Noi possiamo osservare la carica elettrica perchè un elettrone, come una piccola calamita attira cariche di segno opposto e respinge cariche dello stesso segno. Discorso analogo vale per la massa, se ci fosse una singola particella dotata di massa nell’universo, noi non potremmo accorgerci che la massa attira altre masse verso di sé.
Quindi le caratteristiche vengono osservate tramite le interazioni.
3) le interazioni tra particelle avvengono tramite bosoni mediatori di forza (i fotoni per il campo elettromagnetico, i bosoni W e Z per il cambio di carica elettrica, i gluoni per le interazioni tra cariche di colore dei quark, e il bosone di higgs per tutto cio’ che ha massa). I bosoni sono a loro volta delle particelle, ma, per fare una grossolana approssimazione sono particelle un po’ particolari perchè di solito posseggono un’unica caratteristica (quella di cui governano l’interazione)
-i fotoni sono quanti di radiazione elettromagnetica, non hanno carica di colore e non hanno massa.
-i gluoni non hanno carica elettrica e non hanno massa, ma hanno carica di colore
-il bosone di higgs non ha carica elettromagnetica, nè carica di colore, ma ha massa
-i mediatori dell’interazione elettrodebole, i bosoni W e Z sono un’eccezione perchè hanno sia massa che carica elettrica (per la precisione il bosone Z ha carica elettrica nulla, ma concettualmente possiede la caratteristica ‘carica’ anche se il suo valore è nullo)

Per rispondere alla tua domanda (scusa la lunga premessa) considera i seguenti passaggi logici
-nell’universo esiste un campo detto campo di higgs
-il valore di questo campo a riposo è diverso da zero (che è come dire che in ogni punto c’è qualcosa, non è come una piscina vuota, ma piuttosto una piscina piena d’acqua)
-la caratteristica del bosone di higgs è la massa (che è come dire che la caratteristica dell’acqua è essere bagnata)
-cio’ che metto nel campo di higgs interagisce con qualcosa che ha massa e quindi acquisisce questa caratteristica (è come dire che cio’ che entra in acqua si bagna)
-siccome diverse particelle interagiscono di piu’ o di meno col campo di higgs hanno masse diverse (come la carta assorbente si bagna di piu’ di un foglio di plastica)
-una particella che ineragisce con tanti bosoni di higgs avrà una grande massa e attirerà verso di se da grande distanza altre particelle (che hanno massa perchè a loro volta stanno interagendo con altri bosoni di higgs)

Tag:bosone di Higgs, campo di Higgs, carica, forze elementari, fotone, gluone, interazioni, massa