Masturbarsi simmetricamente

Dopo tutti sti post depressivi che manco le quindicenni coi baffi, ho pensato di tornare in un sereno clima di scrittura, sfruttando l'impossibilità di dormire, le lezioni di questi giorni, varie cose che sto pensando, la necessità di confrontarmi con le mie ben note difficoltà di comunicazione.

Pertanto, proposito di quanto segue è cercar di far capire all'uomo della strada il concetto di simmetria e il perché tutti noi ci si masturbi sopra con gusto via via crescente. Giusto per tenere alta l'immagine di scrittore maledetto drogato e ubriacone un po' radical chic consiglio di accompagnare il tutto con una Grimbergen bionda e un cd a caso di Brassens.

Nel tempo il miglior modo che ho trovato per spiegar il concetto di simmetria in fisica è stato: pensa ad una palla perfettamente uniforme in colore, se io applico una rotazione su tal bella palla tu, osservatore, non te ne accorgi, pertanto si dice che c'è una simmetria dovuta al fatto che quel sistema, il sistema palla dico, è invariante sotto rotazioni. Certamente c'è del giusto in quello che ho appena detto, ma credo che in fondo non renda a dovere l'importanza di questo semplice concetto.

Supponiamo che io voglia scrivere una teoria fisica che descriva il sistema palla di cui sopra, sicuramente mi serviranno delle variabili che in qualche modo identifichino ogni punto di quel sistema, in modo da poter descrivere con delle formuline il più semplici possibile quello che accade a quei punti. Ebbene io, che ora sono osservatore oltre che scrittore della teoria, dovrò pur fare delle scelte ad un certo punto, per esempio fissare una direzione secondo la quale definisco "dritta" quella palla. Questo è un passaggio in un certo senso obbligato, quello di fare delle scelte, MA, perché è qui che tutto si inizia a schiudere, devo tener conto che sono scelte del tutto mie, non c'è ragione alcuna per cui esse coincidano con quelle della natura. Questo si traduce nel fatto che qualunque formulina io possa usare per descrivere le cose più assurde su quella palla deve tener conto del fatto che io non so veramente, per rimanere nell'esempio poco rispettoso del formalismo di cui sopra, in che direzione quella palla possa essere definita "dritta". Soprattutto perché, vista l'invarianza di cui ancor più sopra, non esiste un "dritta" per quella palla, potrebbe ruotare su se stessa in qualunque modo e la fisica del sistema non ne risentirebbe. Pertanto qualunque cosa io scriva non deve cambiare se sposto il nord dalla classica posizione in alto a quella tutta a destra che chiamiamo est (credo).

Dunque, in un certo senso, forse più profondo di quanto possa trasmettere, la simmetria è una misura di quanto in realtà non sappiamo. In meccanica quantistica la cosa è più evidente, ad esempio, in quanto tante più simmetrie sono presenti tanto più un risultato è degenere (ovvero il numerino che misuro ha più "significati"). In altre parole, non so da dove sto guardando la palla, ma so che ok, faccio delle scelte per descriverla con coerenza, ma queste non cambiano il fatto che potrei guardarla da qualunque altro punto e DEVO vedere la stessa cosa.

Veniamo dunque all'importanza di tutto ciò. Se devo scrivere una teoria, che parta da dei dati reali o teorici, la cosa da cui devo partire è il set di simmetrie che so essere presenti in quel sistema, dunque la certezza da cui si parte per fare una teoria fisica è l'ammontare di cose che non si conoscono. O meglio, che non dobbiamo conoscere per rispettare quanto più possibile la natura. L'eleganza di tutto ciò risiede nella straordinaria possibilità che da considerazioni del tutto generali come quelle appena esposte si possa ottenere una descrizione della natura estremamente fedele a quello che si osserva.

E non è finita qui. Spessevolte (in realtà è proprio quel che si spera) questo genere di considerazioni del tutto generali vanno a suggerire l'esistenza di qualcosa di più grande che contiene quanto osservato fino ad ora come caso particolare. Si parla in questo caso di una simmetria più grande che, a seguito di opportune conferme sperimentali, può essere a sua volta descritta con relativa semplicità rilevando nuovi aspetti della natura cui non avevamo, o non avevamo ancora potuto, prestato attenzione.

Riesco a capire la difficoltà di astrarre, così da andar nel magico mondo della fisica moderna. L'invarianza sotto rotazioni è la seconda più semplice da vedere dopo quella sotto traslazioni (se il punto 0 lo chiamo 5 non deve cambiare nulla perché il punto 0 l'ho scelto io, mica Dio, e anche in quel caso sticazzi). Tuttavia mi sento di dire in questo momento di fine birra e giornata che tutta la fisica in fondo si riduce a cose invarianti sotto "rotazioni" in un opportuno spazio (la cromodinamica quantistica, ad esempio, ruota tra loro dei colori) e che in un altro opportuno spazio oscillano.

Ebbene, se non cogliete la poesia di un universo composto da pendoli invarianti sotto opportune rotazioni (anche poco intuitive per l'uomo della strada) non avete un'anima.

O forse non son stato all'altezza del mio grado accademico (pernacchia) per trasmettervi tal poesia in questa solitudine belga, ma direi che solo una volta assimilata tal bellezza si possa esser capaci di cogliere almeno di sfuggita quanto sia spettacolare l'intuizione di Higgs e colleghi e di quanto sia stato storico il giorno in cui si è scoperto che quell'intuizione aveva un riscontro sperimentale.

Una particella della Madonna

Cern.ch

Se non siete particolarmente distratti, oggi è uno di quei giorni in cui il mondo si ricorda che esiste la fisica. Da un paio d'ore si è chiusa la conferenza al CERN di Ginevra in cui son stati presentati i dati raccolti negli ultimi mesi e dunque mi lancerò nella duplice ardua impresa di scrivere a caldo e farmi capire senza sembrare un caciottaro che nulla ha da invidiare ad un giornalista di Repubblica a caso.

Che ricerca è? Ottima domanda, bimbi, quello che si sta cercando in quell'anello interrato di 27 km è il bosone di Higgs. Una particella la cui esistenza è prevista nel Modello Standard delle particelle, che è ad oggi ciò che usiamo per descrivere il mondo subatomico. In particolare il bosone di Higgs è l'unica particella che rimaneva da osservare, dopo la scoperta del quark top nel 1995 presso il FermiLab (pigrizia nel controllare data e luogo, ma ci credo abbastanza).

Ah, quello che da la massa alle particelle, la famosa particella di Dio? No, cristosanto, no. Citando un mio professore/fotomodello Se la gente sapesse cosa fa il bosone di Higgs non lo chiamerebbe la particella di Dio, ma la "particella della Madonna". Ebbene, partiamo dal primo grande fatto della vita: le cose hanno massa. Per alcune donne la cosa pare essere angosciante, ma ricordo loro che ciò che le preoccupa in realtà è il volume, non la massa. Considerazioni estetiche a parte, arriviamo al secondo fatto che sanno un po' meno persone: esistono delle simmetrie.

Cosa sono le simmetrie? Dunque, in parole povere che mi sto impigrendo sempre di più, se un sistema fisico ha una certa simmetria tu, osservatore (vocativo), non ti accorgi se ci sono delle trasformazioni (sotto quella simmetria). Per esempio, prendete una palla perfettamente uniforme, non vi accorgerete mai se sta ruotando o meno. Le simmetrie sono importanti perché ci dicono molto sulla natura delle cose e il problema è sorto negli anni '60, quando non si riusciva a scrivere una teoria che contenesse oggetti con massa e le simmetrie che volevamo. Quindi cosa si pensò? Si pensò di scrivere la teoria senza metterci la massa e si trovò un sistema, detto rottura spontanea di simmetria, che inserisse in maniera naturale la massa senza rovinare la simmetria, che è sinonimo di eleganza e si sa quanto ci si tenga all'eleganza, nella vita. Ora, spiegarvi come funzioni non è complicato, ma senza conti è da cialtroni, sintetizzerò dicendo che per farlo si aggiunge un qualcosa alla teoria, un campo scalare, e i costituenti della teoria prendono così massa, si hanno le interazioni volute, tutto magnificamente inizia a tornare e ci si è lavorato per 50 anni buoni. Però una parte di quel qualcosa che si è aggiunto per i nostri scopi rimane lì e va a descrivere una particella con una massa ignota, spin 0 e carica elettrica 0. Ecco, quella roba la chiami bosone di Higgs. Non ha dato massa a nessuno, è solo il nostro Modello, non siamo così religiosi.

E in tutto ciò serviva andare in Svizzera? Si, perché sotto Ginevra è stata costruita la macchina più grande del mondo, un anello di 27 km in cui vengono accelerate le particelle e fatte scontrare, così da vedere cosa saltava fuori. Come da bambini quando fai scontrare le macchinine e ti diverti un sacco. Questo è il Large Hadron Collider, LHC, le macchinine sono gli adroni e il bambino divertito che le accelera sono dei meravigliosi campi magnetici. Questo si fa perché la teoria prevede che quelle che una volta eran considerate particelle elementari erano in realtà costituite da oggetti ancora più elementari, dunque serviva spaccare tutto per vedere questi oggetti. Un giorno ci sarà una teoria migliore che ci dirà cosa c'è di più elementare e così via. Forse.

Arriviamo dunque ad oggi, che d'ora in poi definirò il momento in cui farsi i pompini a vicenda, i dati presentati rappresentano un significativo passo avanti perché evidenziano che, là a 125 Gev dove non c'era nulla, c'è un segnale, a quanto pare nettissimo, che indica la presenza di una particella con alcune caratteristiche compatibili col bosone di Higgs. 94 minuti di applausi in sala, emozione tra i presenti, il vecchio Peter (Higgs, lui lui) commosso. Un giorno che potrebbe essere ricordato per sempre nella fisica contemporanea, una svolta che potremmo definire storica. L'ultimo mattone è stato trovato.
Forse.
Forse perché han detto che ci sono alcune proprietà che non ci si aspettava (il che è il bello di fare gli esperimenti, cercando di capire cosa succede, cosa c'è che non sappiamo), forse perché i dati sono parziali (per quanto nitidi), forse perché possiamo spingerci ancora più in là e forse perché potrebbe essere la punta dell'iceberg di una fisica ancora sconosciuta.

Insomma, c'è del fermento, c'è dell'entusiasmo e c'è della voglia di scoprire e l'atmosfera si sta facendo decisamente interessante. Ma per ora è il momento di farsi pompini a vicenda, checché ne dica Mr Wolf.

Ma se poi si conferma tutto che si fa? Bruciamo tutto? Eh no, questa teoria è degli anni '60 e la fisica teorica in quel campo è andata avanti libera e felice, per cui la più grande macchina del mondo potrà darci altre soddisfazioni o, nel peggiore dei casi, indicazioni che si è stati un po' troppo liberi e felici negli ultimi anni.

Oppure possiamo usarla per distruggere l'umanità, prospettiva altrettanto interessante.