Abbiamo visto che una una Grande Unificazione implica l’esistenza di due bosoni aggiuntivi, X e Y. Gli acceleratori odierni non riescono a raggiungere l’energia richiesta, circa 10^15 volte la massa di un nucleone, per cui bisogna capire quali sono gli effetti dei nuovi bosoni. Ricordiamo che i bosoni di gauge “classici”, quali il W e i gluoni, trasformano sapore e colore di quark e sapore dei leptoni. Tuttavia in questi processi, i quark sono sempre cambiati in altri quark, e i leptoni sono sempre trasformati in altri leptoni. Nella teoria unificata SU(5), i bosoni aggiuntivi X e Y sono proprio quelli che trasformano quark in leptoni e viceversa. Avevo accennato al decadimento del protone: esso è il barione più leggero e non può decadere, come fa il neutrone, in un barione ancora più leggero. Non c’è una combinazione di tre quark più leggera del protone che soddisfa i requisiti di conservazione. Ci si aspetta quindi che “un protone è per sempre”.
Ma supponiamo, idealmente, di poter trasformare uno dei quark del protone, ad esempio l’up, in un leptone, ad esempio un anti-elettrone. Tale meccanismo richiede l’emissione di un bosone di gauge: è il nostro X. Adesso l’X appena emesso va dall’altro quark up e lo trasforma in un anti-down. Alla fine abbiamo, come anticipato, un pione (down+anti-down) e un positrone. E’ chiaro che questo processo è possibile soltanto se esiste un qualche bosone X in grado di trasformare quark in leptoni e viceversa.
A questo punto lasciamoci andare ad un po’ di considerazioni meta-fisico-filosofiche. Chi ha ideato l’Universo era uno estremamente furbo ed intelligente. Costui voleva a tutti i costi rendere facile la descrizione delle forze fondamentali e cosa c’è di più facile che una singola forza? Egli voleva la Grande Unificazione. Ma c’era un prezzo da pagare: il decadimento del neutrone e quello più drammatico del protone. Il secondo processo era una conseguenza naturale della GU, e si sarebbe trovato con un Universo che sarebbe durato al massimo una decina di minuti. Molto fastidioso. Allora cosa si è inventato il Nostro? Ha fatto sì che i bosoni X e Y responsabili della “distruzione dell’Universo” acquistassero, tramite il meccanismo di Higgs, masse molto elevate, in modo che il Cosmo fosse stabile per un periodo di tempo decisamente più lungo.
There it is.
E abbiamo finito. Ci sono domande?
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