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Il Dr. Higgs si è preso (giustamente) il premio Nobel per la Fisica. Tuttavia, la sua importanza va ben oltre l’ambito ristretto e spesso trascurato della Scienza più o meno astratta, ma ha una ricaduta fondamentale sul vetusto problema di calare di peso. Esistono centinaia di diete che dicono di essere in grado di far scendere drasticamente l’ago della bilancia. Nessuna, però, dona veramente risultati confortanti. Nessuna, tranne quella proposta indirettamente proprio da Higgs.

Cosa si deve o non si deve mangiare? No, potete mangiare ciò che volete, dato che la cura dimagrante si basa solo e soltanto sulla bilancia che usate. Cambiate bilancia e il vostro peso calerà in un battibaleno. L’unico problema è che tale bilancia necessita di una tecnologia molto sofisticata e il suo costo può sembrare proibitivo. Tuttavia, il risultato è assicurato e il gioco vale la candela. Credetemi!

Io, ad esempio, ho due bilance: una molto speciale che misura la massa regalatami dal campo di Higgs e una, molto meno tecnologica, che misura la mia massa totale (chiamiamola così), proprio quella che permette di calcolare la mia forza “peso” (il peso è, infatti, una forza che dipende, al livello del suolo, solo dalla mia massa totale… F = ma, dove a è la famosa accelerazione gravitazionale).

L’idea comune è che le due bilance dovrebbero darmi lo stesso risultato… e, invece, la differenza è abissale! Quella “normale” mi dà (purtroppo) il solito peso notevole: 90 kg. Mentre quella che misura la massa di Higgs mi dà soltanto 1.8 kg. Quale delle due va considerata? Dipende da come vogliamo misurare la nostra massa.

Partiamo dall’inizio e ricordiamo come lavora il campo di Higgs. Sappiamo che regala la massa alle particelle elementari. Noi siamo formati da atomi e, quindi, potremmo chiederci se la nostra massa totale (quella misurata dalla seconda bilancia) sia veramente uguale alla massa di tutti gli atomi che ci compongono. La risposta è, ovviamente, SI. Tuttavia, sappiamo anche che l’atomo è composto da protoni, neutroni ed elettroni. Il confronto tra la massa dei primi due e quella del terzo incomodo è impietoso: l’elettrone ha una massa pari soltanto allo 0.05% di quella di un protone o di un  neutrone. Per semplificare il tutto, chiamiamo nucleone sia il protone che il neutrone, data che la loro massa è praticamente uguale. Non sbaglieremmo di tanto se escludessimo gli elettroni dal nostro conteggio e ci limitassimo a sommare la massa dei nucleoni.

Le cose, però, non cambierebbero di certo e continueremmo ad avere una massa totale di 90 kg contro il chilo e ottocento grammi della massa di Higgs. A questo punto le soluzioni sono solo due: o la bilancia tecnologica è molto difettosa o il Sig. Higgs ha preso un Nobel che non si meritava di certo. E, invece, esiste una terza soluzione…

Analizziamo da vicino un nucleone… esso è costituito da tre quark, particelle davvero indivisibili. Parlare di massa del nucleone vuole dire, in pratica, sommare la massa dei tre quark che li rappresentano. Ma essi, hanno una massa datagli da una interazione col campo di Higgs davvero modesta: solo l’uno-due per cento della massa del nucleone misurato sulla bilancia “normale”. C’è qualcosa che non va… Come fa un nucleone ad avere una massa che è enormemente più grande di quella delle tre particelle che lo formano? Altra massa in giro non c’è… Higgs lavora solo sulle particelle fondamentali e, ribadendo quanto detto precedentemente, riesce a spiegare solo circa il 2% della massa che misuriamo sulla bilancia di tutti i giorni.

A questo punto interviene il solito Sig. Einstein. I quark non stanno fermi e si muovono a velocità prossime a quelle della luce (non riescono a raggiungerla perché un po’ di massa ce l’hanno). Ne segue che la loro energia cinetica è decisamente notevole. Non solo, però… il loro moto avviene all’interno di una “sfera” che ha un raggio di 10^-15 metri.

Chi gli vieta di andare più lontano? Beh… l’interazione forte che agisce proprio sui quark e li tiene confinati. In poche parole vi è un altro contributo energetico, quello potenziale (pensiamo alla gravità che regala una certa energia potenziale ai corpi che la subiscono). Poca massa di Higgs, ma tanta energia all’interno del nucleone… Einstein ci va a nozze: lui ha dimostrato in modo geniale che massa ed energia sono la stessa identica cosa, dato che la velocità della luce è una costante e cambia solo l’unità di misura delle due grandezze. In conclusione, la massa del nucleone è formata da un 2% di massa dovuta ad Higgs e da un 98% di massa dovuta all’energia cinetica e potenziale che regalano i quark nel loro movimento.

Cosa possiamo concludere? Che noi, come tutto ciò che forma il macrocosmo, non siamo altro che energia, confinata in tantissime piccole “bolle”.

Ma, allora, qualcuno potrebbe dire che la massa dovuta al campo di Higgs è trascurabile e senza di lei ben poco cambierebbe. Eh no, amici miei! L’elettrone è una particella elementare e la sua massa è solo dovuta a Higgs. Se Higgs non ci fosse, esso avrebbe massa zero e non potrebbe esistere l’atomo e quindi la materia.

Fermiamoci qui, tenendo ben presente che il discorso appena fatto è decisamente più articolato e complicato, entrando pienamente nel mondo della meccanica quantistica e, in particolare, nella cromo dinamica che deve il suo “cromo” alla definizione piuttosto infelice (come dice lo stesso Feynman) di colore ai vari quark. Colore che niente ha a che vedere con i colori legati allo spettro elettromagnetico. Noi abbiamo semplificatato molto la trattazione, ma il concetto di fondo è del tutto corretto.