Da Galilei al Supermondo, un discorso di Zichichi

Galilei, convinto che non siamo figli del caos, studia le pietre per cercare di scoprire le prime leggi fondamentali della Natura che lui considera “impronte del Creatore”.

Questo ci ha portato, in appena quattro secoli, a concepire l’esistenza del “supermondo”: la più alta vetta delle conoscenze scientifiche galileiane quindi del sapere rigoroso, dell’Immanente.

La pagina seguente è la sintesi dell’enorme salto concettuale che, partendo dal battito del nostro cuore, come misura del tempo, ci ha portato ai circuiti elettronici in grado di misurare millesimi di miliardesimi di secondo. Sono invenzioni tecnologiche di questo tipo che ci hanno permesso di capire le leggi di simmetria – operanti nello spazio, nel tempo, nelle Cariche e Anticariche, nella Materia e nell’Antimateria, nello spin (moto a trottola) – da cui nascono anche le Leggi Fondamentali.

Siamo pur tuttavia ancora lungi dal poter dire di aver capito il GRANDE DISEGNO.

Una quantità di straordinaria importanza: lo spin

C’è una quantità di straordinaria importanza nella struttura della materia: essa è la “quantità di moto a trottola” (cui si dà il nome di “spin” che in inglese vuol dire proprio “trottola”).

Lo “spin” di un elettrone ha il valore minimo che possa esistere. Nelle unità di Planck esso vale 1/2. Le particelle con spin-semintero si chiamano Fermioni. Ecco perché si dice che l’elettrone è un Fermione.

Lo “spin” di un fotone (quanto di luce) è il doppio di quello dell’elettrone. Le particelle con “spin-intero” si chiamano Bosoni. Ecco perché si dice che il fotone è un Bosone.

Com’è fatto il mondo

Un fiore, il mare, l’aria che respiriamo, la Luna, le Stelle, lo stesso Sole, tutto ciò che chiamiamo Mondo è fatto con Fermioni e Bosoni.

a. Fermioni: (spin “semintero” come quello dell’elettrone). Queste particelle – dette quark e lentoni – sono i “mattoni”, più esattamente, le “trottoline” della nostra esistenza materiale.

b. Bosoni: (spin “intero” come quello del fotone). Le particelle con questo valore di “spin” sono le “colle” delle Forze Fondamentali che agiscono tra i “mattoni”. Anche le “colle” sono “trottoline” .

La legge di Supersimmetria da cui nasce il Supermondo

È il sogno di noi fisici cercare nuove Leggi di Simmetria. Esse permettono di aprire nuovi spazi e nuove strade nello studio di ciò che chiamimao il mondo. Alla Legge di simmetria tra Fermioni (F) e Bosoni (B) si dà il nome di Supersimmetria. Dal valore dello spin (intero o semintero) dipende la legge di statistica cui obbediscono gli insiemi fatti con tanti Bosoni e quelli fatti con tanti Fermioni.

I fotoni (spin-intero, quindi Rosoni) obbediscono alla legge “in uno stesso posto più ce n’è, meglio è”.

Gli elettroni (spin-semintero, quindi Fermioni) invece obbediscono alla legge “non più di un elettrone nello stesso posto”.

Se fossimo fatti di fotoni potremmo mettere un miliardo di persone in un teatro da mille posti. Non potremmo però essere così come siamo.

Il principio di impenetrabilità dei corpi nasce dal fatto che noi siamo fatti con trottoline (protoni, neutroni ed elettroni) che hanno spin-semintero.

Dalla nuova Legge di Simmetria tra Fermioni e Bosoni (F ≡B) nasce il Supermondo.

Il fascino del Supermondo

Il fascino del Supermondo sta nel fatto che il nostro Mondo avrebbe le sue radici in una realtà con 43 dimensioni, di cui una, e una sola, dedicata al “Tempo”. Il Mondo a noi familiare ha appena 3 dimensioni di Spazio (lunghezza, larghezza, altezza) e una di Tempo: totale 4. Dove sono le altre dimensioni? Risposta: sono rimaste incapsulate – entro minuscole frazioni di miliardesimi di miliardesimi di centimetro – senza possibilità di espandersi. Le 4 dimensioni a noi familiari si sono “espanse”. Ecco perché possiamo vivere avendo a nostra disposizione enormi quantità di Spazio e di Tempo. E le dimensioni rimaste incapsulate come si manifestano? Risposta: tramite le cariche subnucleari e le regolarità che ci portano alle Tre Colonne e alle Tre Forze. Insomma, se è vero che esiste il supermondo, potremmo finalmente sperare di capire perché il nostro mondo è fatto con Tre Colonne e Tre Forze. L’esistenza del Supermondo non è descritta a parole ma tramite strutture rigorosamente matematiche fondate sulla Simmetria (F ≡ B) tra particelle con spin-semintero (Fermioni) e particelle con spin-intero (Bosoni).

Il Supermondo mette su basi di pari dignità esistenziale i Fermioni e i Bosoni. Se fossero vere le nostre formulazioni matematiche di questa nuova e formidabile Legge di simmetria (detta Supersimmetria), tutto dovrebbe nascere come “Supermondo”, e poi una parte diventare Mondo. Purtroppo manca la prova sperimentale per dire che il Supermondo è la Scienza galileiana di primo livello.

C’è il rigore matematico; manca la prova. Siamo impegnati a cercarla. E continueremo.

Dove potrebbe essere la prova che veniamo dal Supermondo

La cenere del Supermondo (i cosiddetti neutralini) potrebbero spiegare la compattezza della nostra Galassia.

I neutralini non possono aggregarsi in Stelle in quanto essendo neutri perdono poca energia. Questo permetterebbe ai neutralini di restare in una sfera concentrica al nostro centro galattico. Anche se si aggregassero in Stelle, i neutralini, non potrebbero accendere alcun tipo di fuoco come invece fa il plasma di protoni ed elettroni. Ecco perché non possono esistere Superstelle.

Perché è necessario il Supermondo

Ci sono motivi fondamentali che rendono necessario il Supermondo.

1) Bisogna tenere separate le due scale d’Energia: 1019 GeV (Planck) e 102 GeV (Fermi).

2) Bisogna evitare che l’attrazione gravitazionale della luce sua infinita. Se così fosse non potremmo vedere la luce delle Stelle. È anche la nostra luce. Il “gravitino” (Supergravità) permette di rendere finita l’attrazione gravitazionale della luce.

3) L’attrazione gravitazionale è potente ma non può essere infinita. Noi saremmo appiccicati al Sole. Non potrebbe esistere lo Spazio tra le Stelle e tra le Galassie. Non potrebbe esistere l’espansione del Cosmo. Per avere un’attrazione gravitazionale finita sono necessarie le teorie in cui si abbandona il concetto euclideo di Punto. Il Punto viene sostituito con una “cordicella” (string). Niente più Teorie Puntiformi bensì Superstring Theory.

4) La Supersimmetria non vale alla nostra scala d’Energia (no-Scale-Supergavity ≡ Infrared Solution of Superstring Theory).

Senza nuovi progetti non possono esserci nuove scoperte

I cinque progetti che hanno permesso le cinque grandi conquiste nella comprensione della natura.

I cinque passi fondamentali nella nostra comprensione della natura: 1. Le Equazioni del Gruppo di Rinormalizzazione (RGE) le quali implicano la dipendenza delle cariche fondamentali e delle masse dell’energia. È proprio tale dipendenza che conduce alla Grande unificazione (GUI), alla Supersimmetria (SUSY), alla descrizione tramite stringhe dei processi fisici (RQST) e alla gravitazione quantistica; 2. Il principio di gauge dal quale hanno origine tutte le forze; 3. Le masse immaginarie che rivestono un ruolo centrale nella descrizione della Natura; 4. Il miscelamento degli autostati di massa con violazione di Leggi di Simmetria ; 5. L’esistenza di effetti dovuti a forze di gauge non-abeliane.

Conclusione

Le frontiere del Supermondo ci inducono a una semplice riflessione: siamo l’unica forma di materia vivente dotata di Ragione.

Grazie ad essa abbiamo scoperto la Memoria Collettiva (linguaggio scritto), la Logica rigorosa (Matematica) e la Scienza che, tra tutte le logiche possibili, è quella scelta per fare il mondo così come noi lo possiamo oggi vedere e studiare.

Alla frontiera estrema di questa Logica, il Supermondo, siamo arrivati in appena quattro secoli, grazie all’atto di umiltà galileiano.

Atto che si traduce nella realizzazione di esperimenti riproducibili alla fine di ottenere risposte rigorose ai quesiti sulla struttura logica della realtà in cui viviamo e di cui siamo fatti.

Logica che ci è permesso di studiare e capire ma che nessuno saprà mai – anche minimamente – alterare.