(ANSA)
Una terna tutta giapponese si è aggiudicata il Nobel per la Fisica. Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa si sono aggiudicati il premio insieme a Yoichiro Nambu (naturalizzato cittadino statunitense).
Nambu è stato premiato “per la scoperta del meccanismo di rottura spontanea della simmetria nella fisica subatomica”, mentre Kobayashi e Maskawa per “la scoperta dell’origine della frattura della simmetria che prelude all’esistenza in natura di almeno tre famiglie di quark”.
I tre ricercatori premiati oggi con il Nobel per la Fisica possono essere considerati tra i principali ‘architetti’ della fisica delle particelle.
Gli studi di Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa sono considerati il primo mattone della teoria di riferimento della fisica delle particelle, ossia del cosiddetto Modello Standard che descrive tutte le particelle elementari finora note e tre delle quattro forze fondamentali (le interazioni forti, le elettromagnetiche e le deboli).
Una teoria che è un autentico pilastro della fisica delle particelle e che finora è stata quasi completamente confermata. Manca all’appello soltanto una particella: il bosone di Higgs, che spiega l’esistenza della massa ed è indicato spesso come “la particella di Dio”: potrebbe essere visto per la prima volta grazie al più grande acceleratore di particelle del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra, la cui attività ha però subito per il momento una battuta d’arresto.
C’è amarezza, in Italia, per la notizia dell’attribuzione del Nobel per la Fisica a ricerche nelle quali gli studiosi premiati oggi hanno giocato un ruolo importante, ma il cui vero padre è stato l’italiano Nicola Cabibbo.
“Sono lieto - dichiara il presidente dell’Istituto nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Roberto Petronzio - che il premio Nobel sia stato attribuito a questo settore della fisica che sta avendo sempre più attenzione da tutto il mondo e dal quale ci aspettiamo fondamentali scoperte che aumenteranno la nostra comprensione sull’Universo”. “Tuttavia - rileva - non posso nascondere che questa particolare attribuzione mi riempie di amarezza”.
Kobayashi e Maskawa - osserva ancora Petronzio - “hanno come unico merito la generalizzazione, peraltro semplice, di un’idea centrale la cui paternità è da attribuire al fisico italiano Nicola Cabibbo che, in modo autonomo e pionieristico, ha compreso il meccanismo del fenomeno del mescolamento dei quark, poi facilmente generalizzato dai due fisici premiati”. “Il contributo di Nambu, d’altra parte - aggiunge il presidente dell’Infn - è fondamentale per la fisica delle particelle e i suoi lavori sulla rottura spontanea di simmetria sono uno dei pilastri dell’attuale Modello Standard”.

Large Hadron Collider

In un’ora il primo fascio di protoni ha completato un “giro” di 27 chilometri nel circuito dell’Lhc a Givevra: a pieno regime le particelle arriveranno a 11mila giri al secondo. “Viviamo un momento di nuova fisica” ha detto Roberto Petronzio, direttore dell’Istituto nazionale di fisica nucleare “spesso ai fisici capita di leggere nei libri i racconti di momenti storici, ma questa volta ci siamo anche noi”. L’Lhc del Cern, l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare, è progettato per durare almeno 20-25 anni: tra cinque anni è previsto un upgrade della macchina e degli esperimenti.

Oggi l’energia impiegata è stata un decimo di quella raggiungibile nell’anello del Cern, ma nei prossimi mesi il nuovo acceleratore verrà portato fino alla sua energia “nominale”, cioè a due fasci che viaggiano con una energia di 7 Teraelettronvolt, scontrandosi a una energia di 14 Teraelettronvolt. E similando, così, consizioni simili a quelle di pochi istanti dopo il Big Bang. Uno degli interrogativi più attesi riguarda il bosone di Higgs, soprannominato la “particella di Dio”: “Per l’anno prossimo potremmo avere già avere alcune risposte” sottolinea Petronzio.

L’Lhc funziona alla temperatura di 272 gradi sotto lo zero (vicinissimo allo zero assoluto) e a guidare i fasci di protoni nell’acceleratore sono 1.600 magneti superconduttori. Quando funzionerà a regime, ogni secondo saranno prodotte 800 milioni di collisioni fra protoni, ognuna delle quali permetterà di vedere nei rivelatori migliaia di particelle, con un flusso di informazioni confrontabile a quello del traffico telefonico mondiale. Sono quattro gli esperimenti che a breve partiranno nell’acceleratore: Atlas, Cms, Alice e Lhcb, che studieranno le particelle prodotte dalle collisioni. Nei primi tre è rilevante la partecipazione italiana, compresa fra 15% (Cms e Atlas) e 25% (Alice). Atlas e Cms daranno la caccia al bosone di Higgs. Lhcb studierà le differenze tra materia e antimateria, mentre Alice permetterà di studiare lo stato della materia nei primi istanti dell’universo, una frazione di secondi dopo il Big Bang.

Large Hadron Collider

I raggi cosmici ad altissima energia che colpiscono la Terra rappresentavano, fino a ieri, uno dei maggiori enigmi cosmici. Qual era la loro origine, che cosa li provocava? Ora, finalmente, il mistero è stato risolto: la pioggia di raggi cosmici viene dai giganteschi buchi neri nascosti nel cuore delle galassie; buchi neri che si comportano come potentissimi acceleratori di particelle situati a 200-300 milioni di anni luce dalla Via Lattea. A scoprirlo (lo studio è pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science) sono stati i ricercatori dell’Osservatorio Pierre Auger (finanziato anche dall’Istituto nazionale di fisica nucleare, Infn), in Argentina.
Le particelle cosmiche giungono sul nostro pianeta con una energia 10 milioni di volte maggiore di quella raggiungibile con i più potenti acceleratori terrestri. Arrivano al suolo a velocità straordinarie, distribuendosi su aree che possono raggiungere anche i 40 km quadrati. Anche se, per le dimensioni ridotte delle particelle, l’energia è paragonabile a quella di una pallina di tennis colpita da un campione al servizio.
L’Osservatorio Auger, il maggior strumento al mondo per lo studio della radiazione cosmica, è stato progettato e costruito da una collaborazione internazionale di 17 Paesi, compresa l’Italia. «Scoperte come questa potrebbero segnare l’inizio di una nuova astronomia» commenta Roberto Petronzio, presidente dell’Infn. «Oggi, ci danno la possibilità di comprendere meglio l’origine di eventi catastrofici come quelli che danno vita ai buchi neri all’interno dei nuclei delle galassie».