Dal fotone alla luce del sole al misterioso Higgs scoperto solo nel 2012, i bosoni sono le particelle che rendono possibile ogni interazione tra le cose. Non fanno parte della materia, ma ne permettono l’esistenza. E in certi casi, sembrano emergere solo quando l’occhio umano – o la scienza – è pronto a riconoscerli.
Le particelle che non costruiscono, ma connettono
Nel mondo dell’infinitamente piccolo, ci sono particelle che costruiscono la materia – come elettroni e protoni – e altre che invece trasmettono le forze. Queste ultime si chiamano bosoni.
Sono i messaggeri silenziosi dell’universo: permettono alle particelle materiali di attrarsi, respingersi, legarsi. Sono ciò che tiene insieme il mondo, anche se non possiamo vederli a occhio nudo.
E, in alcuni casi, non possiamo vederli nemmeno con i telescopi o i microscopi più sofisticati, ma solo con esperimenti appositamente costruiti. È come se esistessero solo quando siamo pronti a trovarli.
Cos’è un bosone, in parole semplici
I bosoni si distinguono da altre particelle per una proprietà chiamata spin, che possiamo pensare come il loro modo di comportarsi nel mondo quantistico.
Facciamo un paragone semplice: immaginiamo a una sala da ballo piena di particelle. I fermioni (come elettroni e protoni) ballano da soli. Non possono occupare lo stesso spazio quantico”con un altro uguale a loro. I bosoni, invece, si muovono in gruppo, possono sovrapporsi, cooperare.
È questo loro carattere collaborativo che li rende adatti a trasmettere le forze. Non sono la colla, ma sono quelli che la portano dove serve.
Grazie al loro spin intero, i bosoni riescono a reggere l’architettura invisibile dell’universo.
La famiglia dei bosoni
I bosoni non sono tutti uguali. Ognuno ha un compito specifico e una natura diversa: l fotone è il quanto della luce. Trasporta la forza elettromagnetica ed è ovunque: nel sole, nelle lampadine, nei segnali Wi-Fi. I gluoni tengono uniti i quark dentro protoni e neutroni. Non si osservano mai da soli, ma senza di loro il nucleo atomico non esisterebbe. I bosoni W e Z regolano la forza nucleare debole, responsabile di alcune trasformazioni fondamentali, come quelle che avvengono nel cuore del Sole. Il gravitone, se esiste, sarebbe il portatore della forza gravitazionale, ma non è ancora stato osservato. Infine, il più famoso: il bosone di Higgs, chiamato anche “la particella di Dio”.
L’Higgs: il peso dell’esistenza
Il bosone di Higgs non trasmette una forza, ma dona massa alle altre particelle. Senza di lui, nulla avrebbe peso. Teorizzato negli anni Sessanta, è rimasto invisibile fino al 2012, quando i ricercatori del CERN sono riusciti a rivelarne la presenza dopo miliardi di collisioni nel più grande acceleratore di particelle del mondo. La sua scoperta è stata una conferma clamorosa della teoria. Ma anche un segno: certe verità restano nascoste finché non si hanno gli strumenti – e la volontà – per osservarle.
Esistono solo se li guardi
Molti bosoni non sono visibili nel senso comune del termine. Vivono come possibilità, come onde di probabilità, finché un atto di osservazione non li fa emergere.È la base della meccanica quantistica: l’osservazione influenza la realtà. Non siamo spettatori passivi dell’universo, ma partecipanti. Lo vediamo per come decidiamo di guardarlo. Il fotone, ad esempio, si comporta da onda o da particella a seconda dell’esperimento. L’Higgs ha preso corpo solo quando l’umanità ha costruito un apparecchio capace di coglierlo. È come se l’universo aspettasse il nostro sguardo per mostrarsi.
Una lezione oltre la scienza
I bosoni ci ricordano che ciò che non si vede può essere più reale di ciò che si tocca. Che l’universo funziona grazie a relazioni invisibili, e che la conoscenza non descrive solo la realtà, ma la crea insieme a lei.
Albert Einstein nel 1955 in una lettera spedita al fisico David Bohm, scriveva: “la realtà è semplicemente un’illusione, anche se molto persistente”.
Alla fine, sapere che qualcosa esiste solo se lo cerchiamo, è una lezione anche umana. Vale per le particelle, ma forse vale anche per le idee, i sentimenti, i diritti o per la verità.
N.d.r. – La foto che pubblichiamo è stata generata con l’Intelligenza Artificiale. Questa rappresentazione non raffigura il bosone di Higgs o altri bosoni in modo realistico: nessuno di essi è fotografabile direttamente, poiché esistono solo per frazioni infinitesimali di secondo e decadono subito in altre particelle. L’illustrazione, pertanto, intende evocare unicamente la loro funzione essenziale: trasmettere le forze fondamentali e mantenere coesa la materia nell’universo quantistico.