Quei giovani scienziati in cerca della particella di Dio

Se gli spaghetti non avessero massa come faremmo a mangiarli? Il guaio è che non solo gli spaghetti ma nemmeno noi e nessun'altra cosa al mondo dovrebbe avere massa. Il motivo è semplicissimo. Volendo inserire la massa nella descrizione delle strutture fondamentali che reggono il mondo, i calcoli «divergono»; un modo per dire che saltano matematicamente in aria. Ammenocché non sia operante il meccanismo che produce la famosa «particella di Dio»: il mesone di Peter Higgs, che ebbe l'idea di introdurre la massa «immaginaria» nella Lagrangiana (densità di energia), evitando così che i calcoli saltassero in aria. Higgs è a Erice per partecipare al 50mo Corso della Scuola di Fisica Subnucleare fondata mezzo secolo fa al Cern (Ginevra), ma con sede staccata a Erice, quando eravamo in pochi a credere in un nuovo Universo, oltre a quello fatto con Stelle e Galassie. Il nuovo Universo dovrebbe portarci alla particella di Dio su cui proprio in queste settimane lavorano i fisici del Cern, sotto la direzione di Rolf Heuer, Direttore Generale, e di Sergio Bertolucci, Direttore delle Ricerche.

È nell'Universo Subnucleare che ci sono i quark e i gluoni tenuti insieme dalla quarta Forza Fondamentale della Natura in cui chi scrive ha scoperto l'esistenza di una quantità fondamentale: l'Energia Effettiva. La quarta Forza è stata proposta quarant'anni fa da Murray Gell-Mann, Nobel presente a Erice. Senza le leggi scoperte nell'Universo Subnucleare non potrebbe esistere nulla di tutto ciò che permette all'Universo macroscopico di esistere. Ecco l'enorme interesse che spinge migliaia di fisici a studiare le leggi in gioco nell'Universo Subnucleare. Come accade nel 50mo Corso della Scuola ai cui lavori, che si chiuderanno Domenica 1° Luglio, partecipano 40 professori tra i più illustri studiosi dell'Universo Subnucleare e i 110 «giovani talenti» provenienti dalle più prestigiose Università e Laboratori di 30 Nazioni.

Fra i professori c'è il Nobel Gerardus 't Hooft, il più grande esperto di Buchi Neri e delle loro proprietà legate all'Universo Subnucleare; Sergio Ferrara, che ha al suo attivo la scoperta della Supergravità; Michael Tannenbaum e Patricia McBride che porteranno le ultime notizie dalle supermacchine americane (Bnl e FermiLab) che studiano l'Universo Subnucleare. Un Universo che non aveva alcun motivo per esistere fino al 1947, quando tutto ciò che si era riuscito a capire portava a una sintesi di straordinaria semplicità. Con tre particelle elementari (protone, neutrone ed elettrone) e quattro forze fondamentali era (ed è) possibile descrivere qualsiasi cosa osservabile nel nostro mondo. Però nello stesso anno in Inghilterra nei Laboratori di Blackett (grande Ammiraglio della Marina Britannica, Premio Nobel e Lord) vennero scoperte alcune particelle di cui nessuno aveva previsto l'esistenza e che nessun filosofo, pensatore, artista aveva la più pallida idea di cosa ci stessero a fare. Ecco perché vennero denominate «strane».

I fisici si divisero in due scuole. Una diceva che queste particelle erano il prezzo da pagare per essere arrivati alla sintesi che sembrava perfetta (con la scoperta, sempre nel 1947, della «colla nucleare»). L'altra scuola diceva invece che le particelle strane potevano essere il primo segnale di qualcosa più importante di tutto ciò che si era fino ad allora capito. Chi scrive ha scoperto, nel 1956 lavorando con Blackett, di queste particelle «strane» la loro «produzione associata» che ne ha determinato alcune proprietà fondamentali.

Queste proprietà però corrispondevano a dire che il protone e il neutrone non potevano essere particelle elementari. Oggi sappiamo che in ciascun protone e in ciascun neutrone c'è addirittura un Universo Subnucleare che ci permette di capire di cosa è fatto il cielo stellato.

Per capire le Stelle è stato necessario studiare le pietre. Insistiamo sullo studio delle pietre in quanto è grazie alle pietre antiche (a tutti note) e moderne (protoni, neutroni ed elettroni) che siamo riusciti a scoprire i segreti dell'Universo Subnucleare, che si trova in ciascun protone e in ciascun neutrone, le cui strutture stanno dentro un decimo di millesimo di miliardesimo di centimetro.

Se un protone fosse grosso come una pallina di biliardo, il tavolo da biliardo sarebbe grande come il Sistema Planetario Solare.
Martedì prossimo Heuer e Bertolucci annunceranno al Cern se nell'Universo Subnucleare è stato finalmente trovato il mesone di Higgs o se è necessario aspettare ancora per esserne sicuri.