Tre righe

Francois Englert, inventore insieme con il collega Robert Brout, e in parallelo a Peter Higgs, del meccanismo di rottura della simmetria elettrodebole che chiamiamo comunemente meccanismo di Higgs, o meglio, di Brout-Englert-Higgs, è mancato qualche giorno fa all'età di 93 anni. Englert aveva condiviso con Peter Higgs il premio Nobel per la fisica del 2013, proprio per l'invenzione del meccanismo BEH confermato dalla scoperta del bosone di Higgs nel 2012.

Di lui avevo parlato in più occasioni su queste pagine, la prima nel 2009, quando lo incontrai di persona alla conferenza di Blois, dove presentavo le proiezioni di quello che pensavamo di poter scoprire e misurare del bosone di Higgs non appena LHC avesse iniziato a prendere dati. Consapevole della sua presenza alla conferenza, avevo cambiato un po' le slide per evitare che chiamare il meccanismo "di Higgs" e non "meccanismo BEH" lo innervosisse. Credo che Englert abbia sempre vissuto una certa gelosia nei confronti di Peter Higgs, il cui nome tutti conoscono anche al di fuori della cerchia dei fisici delle particelle. Quello che è certo è che negli anni aveva cercato più volte di ristabilire una primogenitura storica rispetto a Higgs, in maniera secondo me non sempre elegantissima.

Ho passato qualche giorno della scorsa settimana a Edimburgo, dove si teneva un workshop di ATLAS e dove venerdì mattina facevo una specie di lezione per i nostri collaboratori più giovani. L'università di Edimburgo è stata tra le altre cose la dimora accademica di Peter Higgs, che è ovviamente l'orgoglio locale del dipartimento di fisica. Sui muri del James Clerk Maxwell Building campeggia un'esposizione "da Maxwell a Higgs", che ho fotografato e condivido qui. Forse si tratta appunto di orgoglio locale, ma l'esposizione non trascura di sottolineare la ragione per cui il meccanismo di rottura della simmetria elettrodebole si chiami "di Brout-Englert-Higgs", mentre il bosone sia soltanto "di Higgs". È una storia che ho raccontato più volte durante conferenze o ai miei studenti, ma forse mai su queste pagine, e forse questa è la buona occasione di farlo.

È certamente vero che l'articolo seminale di Brout e Englert esce per primo nell'agosto del 1964. Higgs pubblica un primo articolo molto simile a settembre dello stesso anno ^[1]dunque in effetti dopo quello di Brout e Englert, anche se sul valore di una differenza di qualche settimana si potrebbe discutere: quanto di questo "ritardo" è dovuto a questioni editoriali? e poi un altro un poco più dettagliato nell'ottobre dello stesso anno. Questo secondo articolo viene rifiutato dal giornale in quanto non veramente innovativo rispetto ai lavori appena pubblicati: gli editor chiedono a Higgs di proporre qualche aggiunta significativa per giustificare la pubblicazione. Higgs aggiunge allora letteralmente tre righe all'articolo, spiegando come, se si risolvono le equazioni d'onda degli stati di vuoto del sistema che ha appena descritto, ne salta fuori la necessità di un nuovo stato fisico, che si manifesterebbe come un bosone scalare, quello che anni dopo tutti chiameranno appunto il bosone di Higgs. Tre righe in più che fanno cambiare idea all'editor del giornale, che accetta l'articolo per la pubblicazione, ma che cambiano anche la toponomastica della storia. C'era la possibilità dell'esistenza del bosone di Higgs nelle equazioni dell'articolo di Brout e Englert? Sì, certo. Questa possibilità era esplicitamente esplorata e presentata? No, sarà Peter Higgs a farlo per primo nel suo paper dell'ottobre 1964, e a meritare che sia il suo nome a essere associato alla particella.

La storia potrebbe continuare ben oltre, la racconto spesso all'inizio dei seminari. Al di là delle questioni di primogenitura, gli articoli di Brout e Englert, di Higgs, o dei colleghi inglesi Guralnik, Hagen e Kibble, sono in realtà profondamente ignorati nel 1964, e ci vorrà una decina d'anni perché l'idea iniziale diventi "mainstream" nella fisica teorica delle particelle. Perché? Perché il meccanismo BEH da solo non è molto utile se non viene integrato dentro la struttura del Modello Standard, e questo lavoro sarà fatto da Glashow, Salam e Weinberg alla fine degli anni '60, e poi reso matematicamente solido da 't Hooft e Veltman con la dimostrazione della rinormalizzabilità della teoria. Tutti loro vinceranno il Nobel molto prima di Englert e Higgs ^[2]Glashow, Salam e Weinberg nel 1979 per l'unificazione elettrodebole, 't Hooft e Veltman nel 1999 per la rinormalizzabilità, perché la loro integrazione dell'idea originale è decisamente più importante e profonda dell'idea in sé ^[3]che, peraltro, non è nemmeno nuovissima: la rottura spontanea di simmetria era all'epoca un concetto già molto usato e studiato per esempio nell'ambito della fisica dei materiali e della superconduttività. Ma questa è un'altra storia.

Tanto Peter Higgs era schivo e umile, quanto Francois Englert era flamboyant ed estroverso. Alla fine i nomi, la gara, le primogeniture rivendicate per cinquant'anni sono soltanto la nostra contabilità: il campo è lì davvero, ed entrambi lo avevano immaginato nel 1964, molto prima che i nostri esperimenti si degnassero di dare loro ragione.