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IL CASO/ Da Democrito al Bosone di Higgs: perché tagliare i fondi alla fisica?

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Una domanda simile, che può farci fare qualche passo avanti, è: che cos’è la luce? Isaac Newton, nel 1675, nel vigoroso inizio della scienza moderna la immaginava fatta di corpuscoli leggerissimi mentre, tre anni dopo, Christiaan Huygens la descriveva come un’onda del tutto simile alle onde del mare, onda che si propaga in una sostanza onnipresente e impalpabile: l’etere.

La visione di Huygens prese presto il sopravvento e tenne banco fino al 1905. In quell’anno mirabile Einstein armato di un criterio estetico spazzò via l’etere e mostrò che l’onda luminosa era in realtà un campo (questo termine è entrato nell’uso comune con l’avvento della telefonia cellulare: c’è campo qui?) elettromagnetico che si autosostiene, propagandosi nel vuoto senza bisogno di un mezzo come il mare per le sue onde o l’aria per la musica. Era l’avvento della teoria della relatività.

Vendicando Newton, Einstein mostrò anche che la luce si comportava per certi versi proprio come una particella, un “quanto” di luce chiamato da quel momento in poi fotone. Per questa seconda ricerca sull’effetto fotoelettrico Einstein ricevette il premio Nobel nel 1921.

Nel 1929 il Nobel fu assegnato invece a Louis de Broglie, un nobile francese di lontane origini piemontesi, che dopo aver conseguito a soli diciotto anni una laurea in diritto e storia abbandonò la carriera giuridica per seguire la sua vocazione scientifica. Nella sua tesi di dottorato, che gli valse il premio, de Broglie sosteneva che la dualità onda-corpuscolo non era caratteristica della sola radiazione elettromagnetica ma valeva anche per la materia. Era possibile assegnare una lunghezza d’onda all’elettrone fino a quel momento concepito esclusivamente come un corpuscolo.

Materia e radiazione sono dunque descritte da campi che pervadono tutto lo spazio e il tempo; le particelle sono concepite come le eccitazioni quantistiche (i cosiddetti quanti) che tali campi fabbricano a partire dal vuoto (che poi tanto vuoto non è, con tanti ringraziamenti da parte di Aristotele che del vuoto aveva orrore).

Eccoci dunque ritornati infine alla domanda fondamentale di Leucippo e Democrito: come interagiscono i campi (e cioè le particelle) tra loro? Si possono immaginare innumerevoli possibilità; la natura ne sceglie soltanto una. Come è possibile averne un’idea? Applicando ancora una volta un criterio estetico quasi infallibile. Il fisico teorico ha un pregiudizio metafisico incrollabile, che probabilmente riflette una certa fattezza del cuore umano: la natura sceglie sempre la via della semplicità e della simmetria, secondo una strada però a volte impervia e sottile.

Simmetria è una parola greca che sta ad indicare un’armoniosa proporzione tra le parti. Il più grande contributo di Newton alla scienza fu quello di avere chiaramente separato le leggi della natura, che sono oggetto di indagine scientifica, dalle condizioni iniziali, che invece non lo sono, mentre il più grande contributo di Einstein fu proprio quello di avere messo in risalto il ruolo delle simmetrie per identificare le leggi della natura, al punto di farne il mezzo e il criterio supremo di tale indagine.



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