Il «papà» del bosone di Higgs: «Siamo aggrappati alla materia ma è una magnifica illusione»
La materia di cui è composto tutto ciò che vediamo «è fatta di particelle che interagiscono fra loro scambiandosi altre particelle». Semplice a dirsi, ma approfondire il concetto può far nascere dubbi sull’affidabilità di quello che percepiamo con i cinque sensi. Al punto che Guido Tonelli ha intitolato il suo ultimo libro «Materia. La magnifica illusione» (Feltrinelli, 192 pagine, 18 euro).
Tonelli è uno dei più influenti scienziati italiani. Docente di Fisica all’Università di Pisa, è stato portavoce dell’esperimento Cms che, nei laboratori del Cern a Ginevra, ha portato alla scoperta del bosone di Higgs. Daniele Alberti, direttore artistico del festival LeXGiornate promosso da Fondazione Soldano, l’ha invitato a parlare delle sue ricerche nella rassegna bresciana: l’appuntamento è venerdì 22 settembre alle 18 al San Barnaba.
Prof. Tonelli, lei illustra un apparente paradosso: gli ingredienti di base della concretissima materia sono il vuoto e poche particelle invisibili...
Parlo infatti di «magnifica illusione»... L’uomo si è aggrappato alla materia per cercare ingredienti consistenti e immutabili da contrapporre al mondo delle idee, all’anima. E la scienza moderna ha dimostrato che tutto l’universo conosciuto è fatto di componenti materiali. Ma indagando nel dettaglio si è visto che tali componenti sono tutt’altro che persistenti, tangibili ed eterni. Sono nati, hanno trasformazioni e caratteristiche elusive e cangianti che nessuno avrebbe mai immaginato di attribuire agli stati materiali. Per noi un bicchiere rimane sempre tale, ma questo non vale per il mondo delle particelle elementari, che hanno comportamenti molto bizzarri.
Tutta la materia conosciuta, inoltre, «contribuisce solo al 5 per cento circa della massa totale dell’universo»...
Sì, e questo è ancora più strabiliante. Abbiamo celebrato il trionfo del cosiddetto Modello standard delle particelle elementari, che ci ha permesso di capire un’enorme varietà di stati materiali. Sappiamo spiegare tanto le ali della farfalla quanto il cuore di una stella, e sembra che il sapere umano abbia esteso al massimo i suoi confini. In realtà, nel fare questo si è scoperto che le nostre spiegazioni funzionano solo per una frazione irrisoria dell’universo. Il 95 per cento di esso è composto di forme materiali – chiamate appunto materia oscura ed energia oscura – delle quali non sappiamo assolutamente di cosa siano fatte.
Tra le particelle elementari c’è il bosone di Higgs. Perché è fondamentale?
È come un’antenna che comunica continuamente con tutte le altre particelle formando il cosiddetto «campo di Higgs», presente nell’intero universo. Grazie ad esso, le particelle acquistano una massa: la proprietà decisiva per farle stare assieme. Siamo abituati a vedere un mare, una montagna, un sasso o un fiore come costituenti elementari che i fisici hanno però capito essere fatti di atomi, quark, elettroni, protoni... Tutte queste particelle si organizzano in forme materiali persistenti solo perché i componenti elementari sono dotati di massa, per opera del meccanismo straordinario che il bosone di Higgs garantisce.
Ogni forma di materia, peraltro, è soggetta al degrado...
È una scoperta recente. Per 2500 anni abbiamo vissuto una frustrazione, dalla quale tuttavia sono nate le nostre opere più belle. Ritenendoci mortali in un universo materiale visto come immutabile, abbiamo maturato la volontà di realizzare qualcosa di eterno: l’arte e l’architettura, le grandi costruzioni mentali... Ma negli ultimi decenni si è scoperto che qualunque forma materiale è destinata alla disgregazione, comprese le strutture più gigantesche. Anche il nostro Sole, tra quattro o cinque miliardi di anni, esaurirà il suo combustibile e morirà.
E cosa accadrà al nostro universo?
Si sta espandendo a una velocità crescente nel tempo. Immaginando che non intervengano fenomeni nuovi, ipotizziamo che diventerà fra decine di miliardi di anni una struttura sempre più fredda e buia, in cui non si potranno più formare nuovi pianeti, galassie, sistemi solari e magari nuove forme di vita.
Tutta la materia dell’universo è in relazione?
Qui parliamo di concetti un po’ astratti. In teoria, sollevando una sedia io cambio la distribuzione di massa dell’universo intero. L’attrazione gravitazionale ha un raggio d’azione infinito: lo spazio-tempo in cui sono inseriti tutti gli oggetti materiali è intriso di gravità e qualunque oggetto interagisce con ogni altro. Studiando il moto di un pendolo, se avessi una precisione spaventosamente grande, potrei scoprire cosa sta avvenendo nell’universo perché ci sarebbero piccole perturbazioni nell’oscillazione, dovute ai movimenti dei corpi celesti.
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