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Supponiamo che voi vogliate scoprire una particella. Per prima cosa, dovete-
Naturalmente! Grazie per averci guidato fino a questo punto, John. Ad essere onesti, dovremmo dire
che il modello matematico per il Bosone di Higgs fu scoperto negli anni Sessanta, ma la particella
in se stessa non fu sco- fu confermata prima del 2012. Infatti, il Bosone di Higgs NON è nemmeno
la prima nuova particella ad essere... "scoperta" al "Large Hadron Collider": la particella Xi-b,
semplicemente una versione pesante del neutrone, fu in realtà trovata diversi mesi prima.
Probabilmente non avete sentito molto a riguardo perchè l' Xi-b è solo una combinazione di quark che
sappiamo già che esistano- quindi non è proprio così eccitante. Voglio dire, se conoscete il formaggio
e conoscete i crackers, allora la scoperta del "formaggio con i crackers," per quanto deliziosa
possa essere, non è certamente un capovolgimento del vostro universo.
Ma il Modello Standard della fisica delle particelle predice inoltre qualcosa oltre al formaggio e
ai crackers - cioè che circa una collisione su molti miliardi dovrebbe produrre un Bosone di Higgs,
che in seguito decade in cose quotidiane come come elettroni e fotoni, che sono le
stesse briciole che rileviamo nel detector tutto il tempo.
Questa battaglia tra la piccola possibilità per una collisione di aver prodotto una particella del tipo di Higgs
contro tutte le altre miliardi di collisioni che producono simili briciole è parte del motivo
per cui abbiamo bisogno di una grande macchina come il "Large Hadron Collider". Ci furono acceleratori precedenti
che avevano avuto abbastanza energia per creare un Bosone di Higgs in teoria - ma non poterono in realtà
eseguire abbastanza collisioni per essere sicuri che stessero veramente osservando un bosone di Higgs e non
solo un assortimento di briciole che sembra per caso provenire da un bosone di Higgs.
E' come provare a scoprire se un dado a 20 facce è truccato. Forse sospettate
che sia il doppio più probabile ottenere un tre rispetto a ciascuno degli altri numeri. Ma come potete
controllare? Beh, questo sembra abbastanza facile - semplicemente tirate il dado un po' di volte e se notate dei tre in
eccesso, è truccato, giusto?
Non così velocemente. Per esempio, se tirate il dado dieci volte, c'è una buona possibilità
che non otterrete alcun tre! Questo è dovuto al fatto che anche se ottenere un tre è due volte
più probabile che tutti gli altri numeri, ci sono ancora molti altri numeri che potete
ottenere. Quindi la casualità con i grandi numeri può essere sorprendentemente ingannevole - anche se tirate
il dado cento volte e ottenete un eccesso di tre, c'è ancora una possibilità su cinquanta
che il dado SIA equo e abbiate ottenuto questo numero per caso. Quanto siete disposti a scommettere
che avete veramente la prova per una nuova particella se c'è una possibilità su cinquanta
che i vostri risultati siano semplicemente un fluttuazione casuale e la particella in realtà non esista? E
se il Premio Nobel ne dipendesse - quanto sicuri vorreste essere? Uno su un migliaio? Uno
su dieci migliaia?
In realtà, i fisici sono ancora più rigorosi: non diranno di aver "scoperto" una particella
a meno che le probabilità che ottengano lo stesso risultato anche se la particella NON esistesse
fossero minore di una su un milione… quindi se voleste convicere un fisico delle particelle che avete
scoperto un dato truccato, dovreste tirare il dado più di cinquecentocinquanta volte
per soddisfarlo! E questo è solo per controllare se una dado a venti facce è truccato;
ma ci sono molti più di venti possibili risultati per collisioni di particelle ad alta energia, quindi
per essere sicuri riguardo all'annuncio di un prova per una nuova particella al LHC, avete bisogno di circa
600 millioni di collisioni… al secondo… per due anni. Solo allora potete stappare il
vino da accompagnare al vostro formaggio con i crackers, e dichiarare una riuscita scoper– voglio dire, un riuscito
"controllo-fatti" scientifico.