La Fisica è un’ipotesi

Chi mi conosce sa che sono laureato in Fisica. Fortunatamente, i vent’anni passati da allora mi collocano inesorabilmente tra gli Incompetenti della materia, così qualche post sull’argomento in questo blog non sarà fuori luogo.

Tuttavia, è delicato parlare di Fisica da Incompetente. Sul web si trovano eccellenti fonti di informazione, e uno si può legittimamente chiedere a che scopo leggere i post di un profano. In effetti, non so. Cercherò quindi di scegliere con cura i temi, e di risultare accessibile anche a chi fosse più incompetente di me in materia.

Comincerei da una considerazione iniziale: la Fisica fondamentale (quella insomma che si chiede di cosa è fatto il mondo) è in una situazione che giudicherei paradossale. In un certo senso, è in una fase di stasi; al confronto con il primo quarantennio del Novecento, quando bastava fare un buco nel suolo della Fisica e ne sgorgava petrolio (Relatività Ristretta, Relatività Generale, Meccanica Quantistica, Teorie dei Campi, ecc. ecc.), oggi il “modello di riferimento” è lo stesso degli anni ’70: il cosiddetto Modello Standard delle particelle elementari (e delle forze).

Secondo questo modello, le particelle fondamentali che costituiscono la materia sono quelle in figura:

Ci sarebbero quindi tre famiglie fondamentali di particelle, e tutte in effetti sono state osservate, così come sono state osservate le particelle che corrispondono alle forze conosciute. C’è una sola particella che il modello prevede e che non è ancora stata osservata, ed è il cosiddetto Bosone di Higgs. Ne parleremo in un prossimo post, ma possiamo dire che sono in preparazione esperimenti che dovrebbero con buona probabilità trovarlo, o metterne seriamente in dubbio l’esistenza.

Quindi, da un lato, se si trova Higgs tutti i pezzi sono al loro posto, e sembrerebbe che la Fisica fondamentale sia “risolta”. Tutti a casa, o, meglio, tutti a studiarne le applicazioni in altre branche della Fisica.

D’altro canto, il Modello Standard non è molto soddisfacente. E’ un po’ come ai tempi di Mendeleiev: si era costruita la tavola periodica degli elementi, ma era una collezione di dati puramente fenomenologica: non era chiaro quali fossero le leggi che determinavano le proprietà chimiche degli elementi. Oggi conosciamo la fisica nucleare e sappiamo perché ci sono quegli elementi e non altri.

Allo stesso modo, sappiamo che ci sono tre famiglie fondamentali di particelle, che l’elettrone ha una massa di 511 keV e che ci sono tanti quark quanti leptoni; ma non sappiamo perché, o meglio, non sappiamo se c’è un perché, una ragione profonda del numero e delle caratteristiche delle particelle. La possibilità di dare una risposta a questo quesito è uno dei nodi al centro dei possibili sviluppi della Fisica fondamentale. Ma ne riparleremo.

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