The basics of the Higgs boson - Dave Barney and Steve Goldfarb

I principi fondamentali del bosone di Higgs - Dave Barney e Steve Goldfarb

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Traduttore: Fabio Felli Revisore: Isabella Martini

So two guys walk into a bar.

Ci sono due uomini che entrano in un bar.

Really?

No, seriously.

Davvero?

No, seriamente.

Two guys walk into a bar,

Due uomini entrano in un bar,

an ice cream bar:

una gelateria,

Dave, a physicist working on the Large Hadron Collider at CERN,

Dave, un fisico che lavora al Grande Collisore di Adroni al CERN,

the European laboratory for particle physics,

il laboratorio europeo di fisica delle particelle,

and Steve, a blues singer.

e Steve, un cantante blues.

"Dave, how's it going?"

"Dave, come va?"

"Steve, good to see you!"

"Steve, è un piacere vederti!"

"Two scoops of chocolate almond for me."

"Due palline di cioccolato alla mandorla per me."

"Vanilla shake."

"Un frullato alla vaniglia."

"Hey, I just saw something about the LHC on TV.

"Ho appena visto qualcosa sul LHC in tv.

You guys found bozo in your detector?"

Avete trovato un "cosone" nel vostro rivelatore?

"Well, not exactly.

"Beh, non proprio.

We found a boson,

Abbiamo trovato un bosone,

probably the Higgs boson."

forse il bosone di Higgs."

"What's that?"

"Che cos'è?"

"It's a particle."

"È una particella".

"Don't you find particles all the time?"

"Ma state sempre a trovare particelle?"

"Yes, but this one means

"Sì, ma questa implica

that the Higgs field might really exist."

che il campo di Higgs potrebbe esistere veramente."

"Field? What field?"

"Un campo? Che campo?"

"The Higgs field.

"Il campo di Higgs.

It's named after Peter Higgs,

È stato chiamato così da Peter Higgs,

although many others contributed to the idea.

anche se molti altri hanno contribuito all'idea.

It isn't a field, like where you grow corn,

Non è un campo come quello dove cresce il mais,

but a hypothetical, invisible kind of force field

ma è teorico, un tipo invisibile di campo di forza

that pervades the whole universe."

che pervade l'intero universo."

"Hmmmm, okay.

"Mmmh, ok.

If it pervades the whole universe,

Se pervade tutto l'universo,

how come I've never seen it?

com'è che non l'ho mai visto?

That's a bit strange."

È un po' strano."

"Well, actually, it's not that strange.

"Beh, in realtà, non è così strano.

Think of the air around us.

Pensa all'aria che ci circonda.

We can't see it or smell it.

Non possiamo vederla o odorarla.

Well, perhaps in some places we can.

Beh, forse in qualche posto sì.

But we can detect its presence with sophisticated equipment,

Ma possiamo rilevare la sua presenza con strumenti sofisticati,

like our own bodies.

come i nostri corpi.

So the fact that we can't see something

Il fatto che non possiamo vedere qualcosa,

just makes it a bit harder to determine

rende solo un po' più difficile capire

whether its really there or not."

se quel qualcosa è reale oppure no."

"Alright, go on."

"Va bene, prosegui."

"So, we believe this Higgs field is all around us,

"Quindi pensiamo che il campo di Higgs sia tutto intorno a noi,

everywhere in the universe.

ovunque nell'universo.

And what it does is rather special -

E quello che riesce a fare è davvero speciale:

it gives mass to elementary particles."

conferisce la massa alle particelle elementari."

"What's an elementary particle?"

"Che cos'è una particella elementare?"

"An elementary particle is what we call

"Una particella elementare è come definiamo

particles that have no structure,

quelle particelle che non hanno una struttura,

they can't be divided,

che non possono essere divise,

they're the basic building blocks of the universe."

sono i blocchi elementari dell'universo."

"I thought those were atoms."

"Credevo che fossero gli atomi."

"Well, atoms are actually made of smaller components,

"Gli atomi sono composti di componenti più piccoli:

protons, neutrons, and electrons.

protoni, neutroni e elettroni."

While electrons are fundamental particles,

Mentre gli elettroni sono particelle fondamentali,

neutrons and protons are not.

i neutroni e i protoni non lo sono.

They are made up of other fundamental particles called quarks."

Sono fatti di altre particelle fondamentali chiamate quark."

"Sounds like Russian dolls.

"Assomiglia a una matriosca.

Does it ever end?"

C'è una fine?"

"Actually, we don't really know.

"In realtà ancora non lo sappiamo.

But our current understanding

Ma le nostre conoscenze attuali

is called the Standard Model.

sono definite Modello Standard.

In it, there are two types of fundamental particles:

All'interno ci sono due tipi di particelle elementari:

the fermions, that make up matter,

i fermioni, che costituiscono la materia,

and the bosons, that carry forces.

e i bosoni, che trasmettono le forze.

We often order these particles

Spesso ordiniamo queste particelle

according to their properties, such as mass.

secondo le loro proprietà, come la massa.

We can measure the masses of the particles,

Possiamo misurare le masse delle particelle,

but we never really knew where this mass came from

ma non sappiamo da dove questa massa derivi

or why they have the masses they do."

oppure perché abbiano proprio quella massa."

"So how does this Higgs field thing explain mass?"

"Allora come spiega il campo di Higgs la massa?"

"Well, when a particle passes through the Higgs field,

"Quando una particella attraversa il campo di Higgs,

it interacts and gets mass.

questa interagisce e prende massa.

The more it interacts, the more mass it has."

Più interagisce, più grande è la sua massa."

"OK, I kind of get that, but is it really that important?

"Ok, credo di aver capito, ma perché è così importante?"

I mean, what if there were no Higgs field?"

Ma che succederebbe se non ci fosse il campo di Higgs?"

"If there were no Higgs field,

"Se non ci fosse il campo di Higgs,

the world wouldn't exist at all.

Il mondo non esisterebbe affatto.

There would be no stars, no planets, no air, no anything,

Non ci sarebbero le stelle, i pianeti, l'aria, niente,

not even that spoon or the ice cream you're eating."

neanche questo cucchiaio o il gelato che stai mangiando."

"Oh, that would be bad.

"Oh, questo sarebbe terribile.

Okay, but where does this Higgs boson fit into things?"

Ma dov'è che il bosone di Higgs s'infila nelle cose?"

"Alright, now, you see the cherry in my shake?"

"Bene, ora, vedi la ciliegia nel mio frullato?"

"Can I have it?"

"Posso mangiarla?"

"No, not yet. We have to use it as an analogy first."

"No, non ancora. Dobbiamo prima usarla come un'analogia."

"Oh, right, the cherry's the Higgs boson."

"Ah certo, la ciliegia è il bosone di Higgs!"

"No, not quite.

"No, non esattamente.

The cherry is a particle moving through the Higgs field, the shake.

La ciliegia è una particella che si muove attraverso il campo di Higgs, il frullato.

The shake gives the cherry its mass."

Il frullato conferisce alla ciliegia la sua massa."

"I get it. Okay, so the molecules of the shake are the Higgs bosons!"

"Ho capito. Allora, le molecole del frullato sono il bosone di Higgs!"

"Well, you're getting closer.

"Beh, ti ci stai avvicinando.

It takes an excitation of the Higgs field

Ci vuole un'eccitazione del campo di Higgs

to produce the Higgs boson.

per produrre un bosone di Higgs.

So, for example, if I were to add energy

Quindi, per esempio, se immetto energia

by, say, dropping this cherry in the shake,"

lasciando cadere la ciliegia nel frullato..."

"Ah, then the drops that spill on the bar

"Allora le gocce che cadono sul bancone

are the Higgs bosons."

sono i bosoni di Higgs!"

"Almost! The splash itself is the Higgs boson."

"Quasi! Lo schizzo stesso è il bosone di Higgs."

"Are you serious?"

"Dici davvero?"

"Well, that's what quantum mechanics teaches us.

"Beh, questo è quello che ci insegna la meccanica quantistica.

In fact, all particles are excitations of fields."

Infatti tutte le particelle sono eccitazioni di campi."

"Okay, right. Well, I kind of see why you like particle physics,

"Ora capisco perché ti piace così tanto la fisica delle particelle,

it's quite cool,

è tosta,

strange, but cool."

strana, ma tosta."

"Yeah, you could call it a bit strange,

"Sì, puoi dirlo che è po' strana,

it's not like everyday life.

non è come la vita di tutti i giorni.

The Higgs boson is an excitation of the Higgs field.

Il bosone di Higgs è un'eccitazione del campo di Higgs.

By finding the Higgs boson,

Avendo trovato il bosone di Higgs,

we know that the Higgs field exists."

sappiamo che il campo di Higgs esiste."

"Right. So now you found it,

"Bene. Ora lo avete trovato,

we know this Higgs field exists.

Ora sappiamo che il campo di Higgs esiste.

You must be done.

Dovreste aver finito!

Is there anything left of particle physics?"

Resta altro nella fisica delle particelle?"

"Actually, we've just begun.

"In realtà, questo è solo l'inizio.

It's a bit like, you know, when Columbus thought

Un po' come quando Colombo pensava

he had found a new route to India.

di aver trovato una nuova rotta per le Indie.

He'd, indeed, found something new,

Aveva davvero trovato qualcosa di nuovo,

but not quite what he was expecting.

ma non proprio quello che si aspettava.

So, first, we need to make sure that the boson we found

Quindi, prima dobbiamo essere certi che il bosone che abbiamo trovato

is actually the Higgs boson.

è davvero il bosone di Higgs.

It seems to fit, but we need to measure

Sembra corrispondere, ma dobbiamo misurare

its properties to be sure."

le sue proprietà per essere sicuri."

"How'd you do that?"

"E come farete?"

"Take a lot more data.

"Raccogliendo molti altri dati.

This new boson lives for only a very short time

Questo nuovo bosone vive solo per un breve periodo

before it breaks down or decays

prima di dividersi o decadere

into lighter, more stable particles.

in particelle più stabili e leggere.

By measuring these particles,

Misurando queste particelle

you learn about the properties of the boson."

si comprendono le proprietà del bosone."

"And what exactly are you looking for?"

"E di preciso cosa state cercando?" [Direzione] [Velocità]

"Well, the Standard Model predicts how often

"Il Modello Standard predice quanto spesso

and in what ways the Higgs boson would decay

e in quali modi il bosone di Higgs dovrebbe decadere

to the various, lighter particles.

nelle varie particelle più leggere.

So we want to see if the particle we have found

Vogliamo vedere se la particella che abbiamo trovato

is the one predicted by the Standard Model

è quella predetta dal Modello Standard

or if it fits into other possible theoretical models."

o se è possibile inserirla in altri modelli teorici."

"And if it fits a different model?"

"E se si inserisse in un modello differente?"

"That would be even more exciting!

"Questo sarebbe ancora più eccitante!

In fact, that's how science advances.

Questo è il modo in cui la scienza si evolve.

We replace old models with new ones

Sostituiamo modelli vecchi con modelli nuovi

if they better explain our observations."

se questi descrivono meglio le nostre osservazioni."

"Right, so it seems like finding this Higgs boson

"Così sembra che la scoperta del bosone di Higgs

gives a direction for exploration,

dia una direzione nella quale esplorare,

a bit like that Columbus guy heading west."

un po' come quando Colombo si è diretto a ovest."

"Exactly! And this is really just the beginning."

Esattamente! E questo è solo l'inizio!