Le scorse settimane vi avevamo parlato delle mancate scoperte di IceCube e LHC portandovi alcune reazioni della comunità scientifica, oggi, tramite l’intervista a Guido Tonelli, fisico del CERN, professore dell’Università di Pisa e ricercatore associato dell’INFN, parleremo ancora una volta delle conseguenze delle mancate scoperte, soprattutto quelle legate all’esperimento del CERN (LHC).

Per noi di Tra Scienza & Coscienza è stato un grande onore accogliere le dichiarazioni di uno dei più grandi ricercatori del nostro Paese, che ha ricevuto anche la Medaglia d’onore dal Presidente della Repubblica.

Il professor Tonelli proprio quest’anno ha pubblicato per Rizzoli il libro “La nascita imperfetta delle cose”.

– Nella comunità scientifica c’è delusione per la mancata conferma dei risultati di

LHC. Ma cosa significano realmente questi dati?

Vorrei correggere in parte la sua domanda. Quello che è avvenuto non è una mancata

conferma dei risultati di LHC, al contrario. Fa parte del nostro abituale meccanismo di

verifica scientifica dei risultati. Voglio ricordare che tutto è nato dall’ analisi dei dati del

2015. Due gruppi in ATLAS e CMS ricercavano segnali di particelle esotiche neutre che

decadono in due fotoni di alta massa invariante. Uno dei tanti studi di LHC, che

abitualmente non registrano nulla di rilevante; senonché questa volta, intorno a 750 GeV, è

comparsa una gobba che interrompeva l’ andamento regolare degli eventi di fondo. Un

piccolo eccesso, statisticamente poco significativo, troppo poco per essere sicuri che si

trattasse di una nuova particella. Tuttavia il fatto che fosse registrato sia da ATLAS che da

CMS ha scatenato la fantasia di molti. In particolare dei nostri amici teorici che hanno

pubblicato più di 500 articoli senza aspettare di sapere se l’anomalia si sarebbe

ripresentata anche nei nuovi dati. Fra i fisici sperimentali, invece, prevaleva lo scetticismo,

in parte per la nostra proverbiale prudenza, in parte per le molte perplessità che avevamo.

Nessuno di noi ha annunciato al mondo che avevamo visto una nuova particella. E

abbiamo fatto bene. Ormai ci sono pochi dubbi. Con tutta la statistica disponibile nel 2016

l’ “eccesso” che aveva generato tanto interesse l’ anno scorso è praticamente sparito.

Abbiamo avuto ragione a essere prudenti: si è trattato soltanto di una maligna fluttuazione

statistica.

– Questa delusione, forse eccessiva, rivela qualche problema nella comunicazione

delle rilevazioni? Come si fa una corretta divulgazione su uno strumento come

LHC?

Come dicevo, da parte dei fisici più esperti, che sono in trincea da molti anni, non c’è stata

nessuna delusione. Abbiamo visto più volte in passato anomalie a livello di tre deviazioni

standard che scomparivano non appena si raccoglievano nuovi dati. Anche questa volta è

successo qualcosa del genere e sono sicuro che vedremo questo tipo di situazioni anche

nel futuro. Sappiamo già che prima o poi una di queste anomalie sopravviverà a tutti i

controlli e, improvvisamente, crack, tutto cambierà. Il Modello Standard diventerà un caso

particolare, a bassa energia di una teoria più generale. Quella che chiamiamo la nuova

fisica. Dobbiamo abituarci a questa specie di ‘ottovolante’. Soprattutto i mass-media

devono accettare l’ idea che la scienza è fatta di lavoro paziente e rigoroso e che non

procede a colpi di annunci e di scoperte clamorose. Per parte nostra dobbiamo solo

mantenere la nostra proverbiale prudenza e continuare nel lavoro sistematico che stiamo

conducendo.

– Cos’è cambiato dopo il Bosone di Higgs ? È il momento di una rivoluzione nella

fisica?

È davvero cambiato tutto. La fisica non è più quella di prima. Ora possiamo ricostruire

davvero cosa è avvenuto, pochi istanti dopo il Big-Bang, quando questa strana particella,

così diversa da tutte le altre, si è installata nell’universo primordiale, occupandone perfino

gli angoli più remoti. È passato soltanto un centesimo di miliardesimo di secondo da

quando si è sviluppata questa fluttuazione quantistica del vuoto talmente speciale da

assumere subito, in un tempo ridicolmente piccolo, dimensioni macroscopiche; di colpo

succede qualcosa che deciderà il destino di quell’oggetto ancora incandescente per i

miliardi di anni a venire. In quel preciso momento, una miriade di bosoni di Higgs, che fino

a un istante prima viaggiavano alla velocità della luce, si condensano, cristallizzati per

sempre in un campo onnipresente. Il nuovo venuto cambia tutto. Rompe la perfettasimmetria che fino a quel momento imperava nell’ universo intero. Separa per sempre la

forza elettromagnetica da quella debole con cui aveva marciato a braccetto fino a poco

prima. Le particelle elementari, che rimangono come invischiate nel campo dell’Higgs, si

differenziano fra loro a seconda dell’intensità dell’interazione, e così facendo finiscono con

l’acquistare masse irrimediabilmente diverse. In un battito di ciglia tutto è cambiato, per

sempre. Grazie a questo sottile meccanismo la materia ha acquistato le caratteristiche che

ci sono così familiari. La specifica massa che hanno assunto gli elettroni permetterà loro di

orbitare stabilmente intorno a nuclei carichi e si potranno formare atomi e molecole. Così

si sono prodotte le enormi nebulose gassose da cui sono nate le prime stelle e poi le

galassie, e i pianeti e i sistemi solari fino ai primi organismi viventi, via via sempre più

complessi, per arrivare, in ultima istanza, fino a noi. Senza il vuoto elettrodebole, senza

questa sottile impalcatura che regge l’ enorme struttura materiale che chiamiamo universo,

tutto questo non sarebbe stato possibile.

Eccoci qua a riflettere su questa meraviglia. Le cose, tutte le cose, hanno acquistato la

loro specifica forma grazie a questa sottile imperfezione che ha rotto la simmetria perfetta

delle origini.

– Cosa dobbiamo aspettarci nei prossimi anni da LHC e da altri esperimenti?

Siamo molto orgogliosi del successo del Modello Standard ma siamo anche consapevoli

che esso non comprende particelle o forze responsabili della materia oscura o dell’energia

oscura. Non spiega la dinamica dell’ inflazione e non è capace di fornire un quadro

consistente per l’ unificazione delle interazioni fondamentali. Per non parlare del fatto che

non include la gravità. Sappiamo già che prima o poi saremo costretti ad abbandonare il

Modello Standard come teoria generale a favore di una nuova descrizione della natura, più

accurata e completa. La bellezza del nostro lavoro è che questo potrebbe accadere in

qualunque momento: potrebbe succedere la settimana prossima o, al contrario, può darsi

che ci sia da aspettare molto tempo. Potremmo avere una nuova grande scoperta ad LHC

o, forse, occorrerà costruire un nuovo e più potente acceleratore.

In quale direzione andrà la nuova fisica non lo sa nessuno. La natura potrebbe avere

scelto alcune delle strade che sono state ipotizzate, come la Supersimmetria o le Extra-

dimensioni, ma potrebbe anche avere imboccato dei sentieri assolutamente nuovi che

nessun teorico è riuscito ad immaginare.

Quello di cui sono certo e che, generazione dopo generazione, noi fisici non lasceremo

nulla di intentato per capire i misteri più profondi della materia e dell’ Universo.

Gianluigi Marsibilio