Bosone di Higgs, chiamato anche particella di Higgs, particella che è la particella portante, o bosone, del campo di Higgs, un campo che permea lo spazio e dota tutte le particelle subatomiche elementari di massa attraverso le sue interazioni con loro. Il campo e la particella—dal nome di Peter Higgs dell’Università di Edimburgo, uno dei fisici che nel 1964 propose per la prima volta il meccanismo—fornirono un’ipotesi verificabile per l’origine della massa nelle particelle elementari., Nella cultura popolare il bosone di Higgs è spesso chiamato la “particella di Dio”, dal titolo del fisico Nobel Leon Lederman La particella di Dio: se l’universo è la risposta, qual è la domanda? (1993), che conteneva l’affermazione dell’autore che la scoperta della particella è cruciale per una comprensione finale della struttura della materia.,

bosone di Higgs rilevamento

Evento registrato nel 2012 da il Compact Muon solenoid (CMS) rilevatore presso il Large Hadron Collider in collisioni protone-protone a un centro di massa di energia di 8 teraelectron volt (TeV). In questo caso c’era una coppia di bosoni Z, uno dei quali decadeva in una coppia di elettroni (linee verdi e torri verdi) mentre l’altro bosone Z decadeva in una coppia di muoni (linee rosse). La massa combinata dei due elettroni e dei due muoni era vicina a 126 GeV., Ciò implica che una particella di massa 126 GeV veniva prodotta e successivamente decadente in due bosoni Z, esattamente come previsto se la particella osservata fosse il bosone di Higgs.

© 2012 il CERN

  • Sapere perché il bosone di Higgs è incluso nel modello standard a fianco di particelle come gli elettroni, fotoni, quark

    Una spiegazione del perché il bosone di Higgs è incluso nel Modello Standard.,

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  • Imparare il campo di Higgs dà la massa della particella

    Una spiegazione di come il campo di Higgs dà particelle di massa.,

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Il campo di Higgs è diverso da altri campi fondamentali—come il campo elettromagnetico—che sono alla base delle forze di base tra le particelle. Innanzitutto, è un campo scalare; cioè, ha grandezza ma nessuna direzione. Ciò implica che il suo vettore, il bosone di Higgs, ha un momento angolare intrinseco, o spin, di 0, a differenza dei portatori dei campi di forza, che hanno spin., In secondo luogo, il campo di Higgs ha la proprietà insolita che la sua energia è più alta quando il campo è zero rispetto a quando è diverso da zero. Le particelle elementari acquisirono quindi le loro masse attraverso interazioni con un campo di Higgs diverso da zero solo quando l’universo si raffreddò e divenne meno energetico all’indomani del big bang (l’ipotetica esplosione primordiale in cui l’universo ebbe origine). La varietà di masse che caratterizzano le particelle subatomiche elementari sorge perché particelle diverse hanno diversi punti di forza di interazione con il campo di Higgs.,

Il meccanismo di Higgs ha un ruolo chiave nella teoria elettrodebole, che unifica le interazioni tramite la forza debole e la forza elettromagnetica. Spiega perché i portatori della forza debole, le particelle W e le particelle Z, sono pesanti mentre il vettore della forza elettromagnetica, il fotone, ha una massa pari a zero. L’evidenza sperimentale per il bosone di Higgs è un’indicazione diretta per l’esistenza del campo di Higgs. È anche possibile che ci sia più di un tipo di bosone di Higgs., Gli esperimenti hanno cercato il massiccio bosone di Higgs presso gli acceleratori di particelle a più alta energia, in particolare il Tevatron presso il Fermi National Accelerator Laboratory e il Large Hadron Collider (LHC) presso il CERN (European Organization for Nuclear Research). Il 4 luglio 2012, gli scienziati dell’LHC hanno annunciato di aver rilevato un segnale interessante che proveniva probabilmente da un bosone di Higgs con una massa di 125-126 gigaelectron volt (miliardi di elettronvolt; GeV). Sono stati necessari ulteriori dati per confermare definitivamente tali osservazioni e tale conferma è stata annunciata nel marzo 2013., Nello stesso anno Higgs e il fisico belga François Englert (che aveva anche proposto il meccanismo di Higgs) hanno condiviso il premio Nobel per la fisica.

Produzione del bosone di Higgs

Uno dei quattro modi più importanti in cui i bosoni di Higgs vengono prodotti e poi decadono al Large Hadron collider. Due protoni in collisione emettono ciascuno un bosone W. I due bosoni W si scontrano quindi per produrre il bosone di Higgs, che a sua volta decade in due bosoni Z, ognuno dei quali decade in un elettrone più positrone o muone più antimuone.,

Encyclopædia Britannica, Inc.