L’esperienza di un fisico teorico italiano al Cern di Ginevra

K metro 0 – Svizzera – Il Cern è stato istituito nel 1953/54 con lo scopo di riunire tutti gli scienziati europei e non, dopo il secondo conflitto mondiale, con la convinzione che il sapere scientifico, bene comune, dovesse essere di libero accesso per tutta l’umanità, senza segreti. Era questa la lezione che derivava dalla ricerca sull’uranio prima e dopo il secondo conflitto mondiale, che aveva diviso gli scienziati americani, giapponesi, tedeschi e britannici, e che aveva portato alla bomba atomica. Il Cern punta sulla libertà e l’accesso libero al sapere. E non è un caso che al Cern di Ginevra non si producono brevetti: la scienza è bene comune e nessuno può esserne proprietario.

Il Cern è un enorme anello di 27 km sotto Ginevra dove scorrono due flussi in senso opposto di particelle, i protoni: un flusso scorre in senso orario e l’altro antiorario. L’energia dell’urto è di 13 TeV (Teraelettronvolts), il che significa che le particelle viaggiano ad una velocità prossima a quella della luce. Per capire meglio, l’equivalente in temperatura sarebbe di 10 alla quindicesima gradi.

I due flussi si scontrano in 4 punti diversi fornendo dati importantissimi per i gli esperimenti principali: CMS, Atlas, Alice e Lhcb; ognuno studia un aspetto diverso dello stesso fenomeno. Perché è importante? Quando i protoni si scontrano, vengono ad urtare i quarks di cui sono costituiti (3 in ogni protone). Si generano migliaia di particelle che vengono rilevate da sofisticati “detector” e se ne ricostruisce la traiettoria al computer. Ogni rilevatore osserva un tipo di particella. L’esperimento più noto è quello denominato LHCb dove si cerca la Fisica oltre il modello standard. Quest’ultimo è la teoria che spiega le tre interazioni fondamentali: elettromagnetismo, interazione forte e interazione debole. Il Modello Standard funziona a basse energie, ma si è convenuto che ad altissime energie sia sbagliato. Ad esempio, si dice che il neutrino non abbia massa, e invece si è scoperto che ne ha una, anche se piccola. O anche Il Bosone di Higgs del modello è troppo massivo rispetto a quanto si è scoperto proprio al Cern di Ginevra.

 Cosa c’è oltre il modello standard?

Tra i modelli fisici oltre il modello standard, i più noti sono la Supersimmetria e la Teoria delle Stringhe. Se l’urto avviene secondo le regole della supersimmetria, si cercano particelle nuove, i partner supersimmetrici, che tuttavia ancora non sono state viste. Inoltre, la violazione CP, carica parità, è una asimmetria tra materia e antimateria, scoperta negli anni 50, che potrebbe essere alla base della differenza di produzione di materia e antimateria all’alba dell’universo. Ciò spiegherebbe per quale ragione dopo il Big Bang si sia prodotta un po’ di materia in più rispetto all’antimateria: una sola particella di materia in più ogni miliardo di coppie particella-antiparticella, annichilite dando origine a fotoni.

Importante anche l’esperimento CAST sulla particella Assione, che dovrebbe essere prodotta dai quark, ed è un perfetto candidato per la materia oscura. In più, una grande quantità di Assioni potrebbe essere stata prodotta nei primi istanti di vita dell’universo, spiegando la diffusione della materia oscura in tutto l’universo. Ovviamente si tratta, per ora, di pura speculazione teorica, che ha bisogno di verifiche sperimentali, ma se dovessimo trovarla, saremmo in grado di spiegare uno dei più grandi misteri dell’astrofisica.

 Molti infine non sanno che al Cern di Ginevra è stato inventato il “www” ovvero il world wide web, metafora di una convinzione radicata: qui il sapere scientifico è davvero disinteressato, e pubblico. Quando sono andato in visita al Cern, a Ginevra, ho visto come funziona. Al di là della felicità di essere in un centro di ricerca come questo, ho annusato l’aria internazionale che vi si respira, con 22 stati membri, con una lingua comune per tutti, l’inglese, e quella della scienza. La sera si tornava con gli altri “studiosi” di diverse nazionalità. Parlavamo della teoria dell’inflazione in Fisica, e nessuno di noi aveva problemi di comunicazione. Eravamo tutti accomunati dalla passione, per la scienza, la Fisica e la civiltà europea che oggi qualcuno in Italia vorrebbe mettere in discussione con parole stupide e intolleranti.

Gianluigi Salerno, dottore in Astronomia e Fisica Teorica