Un nuovo modello che presuppone l’esistenza di una moltitudine di universi quando il nostro Universo si è formato può spiegare perché la massa di Higgs è più piccola di quanto previsto dai modelli tradizionali.

Nella spasmodica ricerca che da più di 50 anni tenta di unificare tutte le forze oggi osservate in natura (al momento quattro, anche se si ipotizza che alcuni quark – particelle elementari della materia – possano sperimentarne una quinta) in un’unica teoria, si ricorre spesso al concetto di “multiverso”.

Si ipotizza cioè che il nostro universo non sia l’unico esistente, ma sia affiancato da una pletora di altri universi (più o meno paralleli, dipende dalle teorie) dove le leggi ficiche che conosciamo possono variare anche drasticamente.

Per esempio, per risolvere alcuni paradossi che emergono quando si tenta di conciliare la teoria della relatività generale con la meccanica quantistica su scale infinitamente piccole (la cosiddettà gravità quantistica) sono state sviluppate teorie (prima delle stringhe, poi delle M-brane) che prevedono l’aggiunta di dimensioni spaziali extra oltre alle tre che percepiamo, anch’esse infinitamente piccole, ma che portano poi inesorabilente a prevedere un numero quasi infinito di universi (stimati in 10 seguito da 500 zeri!), ciascuno con proprietà peculiari e ciascuno con le proprie costanti fisiche, diverse da quelle del nostro universo.

In alcuni di questi, proprio per le caratteristiche determinate dai propri parametri fisici, non può esistere la vita, in altri non è possibile la formazione stellare (e quindi il cosmo e tutto il resto), in altri ancora ci possono essere dei nostri “duali” che ovviamente non incontreremo mai.

Insomma, secondo l’evluzione di queste teorie, noi vivremmo in un universo tra i miliardi e miliardi possibili dove le costanti fisiche sono prprio quelle adatte a farlo evolvere fino alla comparsa di esseri intelligenti che possono poi studiare le leggi fisiche che lo determinano. Questo è noto anche come “principio antropico”.

Naturalmente non esistono modi per provare l’esistenza del multiverso e queste paiono più speculazioni metafisiche piuttosto che teorie verificabili empiricamente, come il metodo scientifico richiede per validare le ipotesi che si formulano per spiegare i fenomeni osservabili.

Il fatto è che la gravità proprio non ci sta a farsi inglobare nel “modello standard”, la teoria che descrive e spiega le altre tre forze e le dinamiche tra tutte le particelle elementari e le particelle che trasmettono le suddette forze.

Nel 2012 è stata verificata sperimentalmente al LHC di Ginevra l’esistenza del bosone di Higgs, la particella mediatrice del campo omonimo, che conferisce la massa a se stessa e a tutte le altre particelle. Tuttavia, perché le masse in questione abbiano proprio quel valore che osserviamo, compreso il bosone di Higgs stesso, rimane un mistero: non esiste al momento una spiegazione che giustifichi, per esempio, perché l’elettrone ha quel peso o perché non è più leggero o massiccio.

Secondo alcuni fisici il modello standard della fisica delle particelle ha avuto un successo eccessivo, fornendo previsioni sperimentali che descrivono accuratamente la maggior parte delle forze del nostro Universo e delle particelle fondamentali. Ma il modello ha alcuni buchi evidenti.

Non contiene particelle di materia oscura, manca una spiegazione per l’espansione accelerata dell’Universo e prevede una massa del bosone di Higgs che è almeno il triplo di quella misurata negli esperimenti. Raffaele Tito D’Agnolo dell’Università di Parigi-Saclay e Daniele Teresi del CERN hanno sviluppato un modello che fornisce una spiegazione per la leggerezza dell’Higgs.  Il duo afferma che il loro modello, che invoca i multiversi, potrebbe anche spiegare altri enigmi, come la somiglianza osservata nel modo in cui la materia e l’antimateria sperimentano forti interazioni.‎

‎Come punto di partenza per il loro modello, i ricercatori presumono che in tempi molto precoci nella storia del nostro Universo esistesse una moltitudine di universi. Ogni universo conteneva bosoni di Higgs con masse disomogenee: alcune regioni di ogni universo contenevano un bosone di Higgs pesante, mentre altre contenevano una versione molto leggera.‎

‎Osservando come questo cosiddetto multiverso si è evoluto nel tempo, i ricercatori hanno scoperto che le regioni con un bosone di Higgs pesante erano instabili e collassavano in tempi brevi, come ‎ .

Quel collasso avrebbe quindi distrutto quei componenti del multiverso. L’unico universo rimasto – il nostro – conteneva un bosone di Higgs molto leggero. D’Agnolo e Teresi hanno anche trovato un altro fattore nel loro modello che ha impedito a questo universo di sparire: una forte interazione simmetrica per la materia e l’antimateria. Questa simmetria è un altro buco del modello standard. Il team afferma che il loro modello dovrebbe essere testabile in futuri esperimenti sia di materia oscura sia materia ordinaria.‎

 

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