La caccia alle “costanti” del cosmo e lo scenario delle 10 dimensioni
Marco Pivato
"La Stampa - TuttoScienze", 27 gennaio 2015
L’Onu ha lanciato l’«Anno Internazionale della Luce e delle Tecnologie Basate sulla Luce». Non una cerimonia esotica, ma un vero e proprio appuntamento scientifico mondiale al quale anche l’Italia partecipa chiamando a raccolta, all’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica di Torino, l’Inrim, molti fisici di fama internazionale.
Ieri, dopo l’intervento del Premio Nobel per la fisica 2001 Wolfgang Ketterle (che il giorno precedente aveva tenuto una lezione a Palazzo Madama in occasione della cerimonia di inaugurazione dell’«International Year of Light»), è stata la volta dei colleghi esperti, come lui, delle proprietà dell’impalpabile radiazione. La luce - intesa come espressione dell’intero spettro elettromagnetico - si irradia da miliardi di anni nell’Universo, portando con sé e fino agli occhi degli astronomi i segreti delle galassie, dell’origine del tempo e dello spazio, delle proprietà della materia e molte altre leggi arcane, pilastri del «cosmo» - nell’accezione greca del termine che lo intende come «ordine armonico» - ancora tutte da decifrare.
Protoni ed elettroni
Ci prova il professor Wim Ubachs, della Libera Università di Amsterdam che, ieri all’Inrim, ha tenuto la lezione dal titolo «La luce dell’Universo primigenio e la natura delle leggi della fisica». Dal suo laboratorio olandese del dipartimento di Fisica e Astronomia, Ubachs studia il viaggio nello spazio delle radiazioni elettromagnetiche emesse da antichi e lontanissimi corpi celesti come le quasar e cerca di capire in che modo interagiscono con la materia, estraendo informazioni sul funzionamento di questo «ordine» tanto armonico quanto misterioso che è il cosmo. Le sue teorie vogliono gettare un ponte tra le diverse visioni dell’Universo, per molti aspetti ancora contraddittorie o almeno incomplete, tracciate dalla fisica contemporanea.
Sostiene, per esempio, che la massa del protone oppure dell’elettrone, particelle subatomiche di cui tutti noi siamo costituiti, potrebbero essere diminuite nel corso del tempo: un «dimagrimento» di appena lo 0,002%, in 12 miliardi di anni, nel rapporto tra le masse delle due particelle. Ma cosa significa? Che, se la misura di Ubachs e colleghi è giusta, le leggi della fisica potrebbero non essere identiche in ogni parte dell’Universo come si è sempre assunto e le sue costanti non tanto più così costanti. Ce n’è per filosofi.
Ma prima di capovolgere completamente la visione dell’Universo, sinora salda quanto basta, c’è un altro modo di interpretare lo studio: la variazione delle masse delle particelle osservata da Ubachs è solo apparente ed è, in realtà, dovuta all’esistenza e all’effetto di numerose dimensioni oltre alle quattro «standard» che conosciamo.
Assieme alle tre dimensioni spaziali e a quella temporale l’Universo sarebbe infatti un coacervo di almeno 10 dimensioni raggomitolate su se stesse, ma non percepibili dall’uomo. La loro coesistenza potrebbe essere utile a comprendere molte delle «bizzarrie» della fisica ancora senza spiegazione: permetterebbe di conciliare, per esempio, la meccanica dei quanti e la Relatività generale. Una realtà fatta di dimensioni multiple, invisibili ma influenzabili a vicenda, non è comunque una teoria cervellotica.
La «natura delle leggi della fisica», per quel che ne sappiamo e in attesa di un nuovo Copernico o di un altro Einstein, non lo esclude affatto. Mentre Ubachs parla del «grandissimo libro sulla filosofia naturale scritto in lingua matematica», ammette che, benché i capitoli già vergati siano tanti, siamo appena alle prime pagine. E contemporaneamente alla ricerca, perentoria e sospesa, resta la domanda: «Perché queste leggi della natura e non altre?».
Per Ubachs non è una questione qualunque: «Si tratta del nodo centrale», incalza il professore. Benché furono Leibniz e Heidegger - tra i più noti - a porre questioni simili su base filosofica («Perché esiste qualcosa invece che niente?»), oggi se ne deve occupare la scienza. «Ciò che un tempo era dominio della speculazione - sostiene il fisico - ora è necessariamente materia per la fisica sperimentale e oggetto delle osservazioni degli astronomi».
La nanolitografia
Ma, fisica teorica a parte, l’«Anno Internazionale della Luce» è destinato a celebrare anche le «Tecnologie Basate sulla Luce». E anche qui Ubachs non è da meno, coinvolto, con il suo gruppo, nella realizzazione di una serie di applicazioni, questa volta piuttosto terrene e basate ancora sulle proprietà della luce. Il professore e il suo team sono tra i primi nel campo della nanolitografia ottica, che permette di realizzare, su sostanze sensibili alla luce, percorsi elettronici che costituiscono chip sempre più piccoli. «Si tratta - spiega - di oggetti microscopici che saranno il cuore futuro dei prossimi smartphone, tablet e computer. Consentiranno la miniaturizzazione sempre più precisa dei componenti di apparecchi iper-sofisticati e anche di tanti altri dispositivi per uso commerciale».
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