La misteriosa Quinta Forza

n. 691

gattosilverIl mondo della fisica è in ebollizione come l’acqua pronta per buttare gli spaghetti. Un esperimento ungherese, infatti, sembra aver messo in luce l’esistenza di una quinta forza.

Voi direte: Eccitante come scoprire che Belen ha cambiato fidanzato.

Effettivamente messa così la notizia non è molto attraente.

Allora proviamo a capire perché si stanno tutti agitando e hanno paragonato questa eventualità a una rivoluzione del calibro della relatività.

Innanzitutto per apprezzare un’eventuale quinta forza, bisogna conoscere le altre quattro!

Anzi, forse è meglio fare un passo ancora più indietro: che cos’è una forza?

In questo caso la forza che di cui si parla non assomiglia a  quella di Rocky Balboa che solleva 45 tonnellate ma alle forze che “tengono insieme” la materia e gestiscono l’interazione fra luce e materia. Queste forze fanno sentire i loro effetti grazie a particelle chiamate bosoni. Per esempio, quando vi si elettrizzano i capelli, significa che c’è un (debole) campo elettromagnetico. Il campo è generato dagli elettroni ma l’effetto che si propaga nello spazio è mediato da particelle chiamate fotoni. Vi faccio un altro esempio. Se prendo una carica negativa e una carica positiva, queste si attraggono perché nel campo elettromagnetico che creano, viaggiano da una all’altra i  loro bosoni (chiamati fotoni) che contengono l’informazione per dire: “Ehi voi due, dovete attirarvi una con l’altra”. I bosoni insomma sono i “registi” che dicono alla materia come comportarsi. Esistono Quattro Forze Fondamentali:

1) forza gravitazionale: ehm, iniziamo male. Nel senso che se esistesse davvero una forza di gravità, dovrebbe esistere anche la particella corrispondente, “portatrice” della forza stessa, che i fisici hanno chiamato gravitone. Ma allora la forza di gravità intesa come deformazione dello spaziotempo proposta e ormai stra-verificata di Einstein, come entra nel quadro generale? Ok, c’è un problema che non è ancora stato risolto. In soldoni: alcuni fisici pensano che la Teoria della Relatività Generale (quella dove vivono serenamente le onde gravitazionali viste come vibrazioni dello spaziotempo) sia adatta per descrivere il mondo “macro” (pianeti, stelle, masse dei tavoli, ecc...) mentre il gravitone potrebbe essere il protagonista della gravità a livello quantistico. Per ora i gravitoni non sono mai stati intercettati e rimangono un’ipotesi.

2) forza elettromagnetica: è la forza mediata dai bosoni chiamati fotoni. E’ grazie ad essa se le lampadine si accendono, se i nostri occhi vedono la luce, se il parrucchiere ci può schiarire i capelli con l’ammoniaca, ecc... Il suo raggio d’azione è infinito ed è 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 volte più intensa della forza gravitazionale. E meno male, altrimenti la materia si sgonfierebbe come un soufflé venuto male e collasserebbe tutto in un buco nero! 

3) la forza forte: tiene insieme il nucleo. Come sapete (lo sapete, vero?) il nucleo di un atomo è composto da protoni mixati a neutroni. I protoni sono carichi positivamente e si sa che le cariche uguali si respingono, quasi come due palle da biliardo lanciate una contro l’altra. E allora come fa il nucleo e quindi tutta la materia che ci circonda, dal vostro computer al vostro corpo ai vostri gatti passando per le  stelle e le nebulose) a stare insieme? Prima di tutto la repulsione è diluita dalla presenza di neutroni ch come dei cuscinetti, smorzano la repulsione. Ma anche grazie alla forza forte, “portata” da bosoni chiamati gluoni (dall’inglese “glue”, colla... in italiano colloni suonava male, vero?), che tengono insieme anche i quark (particelle costituenti i neutroni e i protoni).

4) la forza debole:  a differenza della forza elettromagnetica che agisce fino all’infinito, si fa “sentire” soltanto a breve distanza, pari a circa lo 0,1 per cento del diametro del protone! Piccola ma importante. La forza debole è implicata nei decadimenti nucleari (e quindi nella produzione di radiazioni), nella fusione nucleare (e quindi nella fonte di energia del sole e delle stelle in generale). I bosoni che la “portano” sono i bosoni Z e W.

5) Allora esiste anche una quinta forza? Mah... L’aprile scorso i fisici dell’Accademia Ungherese delle Scienze hanno dato la notizia che avevano trovato un nuovo bosone, soprannominato bosone X, che potrebbe essere il portatore di una nuova, misteriosa Quinta Forza.  Emerso dalla frantumazione di protoni, il bosone X avrebbe una massa da 16,7 MeV che è solo 34 volte quella dell’elettrone. Ci vogliono altri studi e altri dati per confermare l’esperimento e gli ungheresi sono stati criticati per l’eccesso di zelo con cui hanno diffuso la notizia. Curiosamente quei fisici non sono nuovi a scoperte del genere: nel 2008 hanno dichiarato di aver scopeto un nuovo bosone da 12MeV, nel 2012 da 13,5 MeV. Un’altra particella misteriosa sembrò apparire nel dicembre del 2015 al Cern: 750 volte la massa del protone, quel gran bosone fu poi liquidato come un “singhiozzo” statistico.

 

Fonti:

https://einstein.stanford.edu/content/relativity/q1669.html

http://emandpplabs.nscee.edu/cool/temporary/doors/forces/electromagforce/electromagnetic.htm

http://www.sciencealert.com/new-study-confirms-physicists-might-have-spotted-a-fifth-force-of-nature

https://cosmosmagazine.com/physics/higgsino-or-hallucination-new-particle-detected-cern-maybe

 

 

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