CRONACA

E8, l’Universo e tutto quanto

Una struttura matematica legata alla teoria delle stringhe è stata osservata per la prima volta nella realtà

NOTIZIE – Se la Guida galattica per autostoppisti anziché Douglas Adams, celeberrimo scrittore di fantascienza, l’avesse scritta un fisico esperto di stringhe, alla “domanda fondamentale sulla vita, l’Universo e tutto quanto”, Pensiero Profondo, il secondo più grande computer dell’Universo del Tempo e dello Spazio, anziché “42” avrebbe potuto rispondere “E8”. E8, (per esteso Exeptional Lie Group E8) è una struttura simmetrica complessa che fino ad oggi era solo un costrutto teorico avanzato dai matematici e che secondo alcuni ha un ruolo nella teoria delle stringhe, una delle possibili “teorie del tutto”. Oggi un gruppo di fisici inglesi e tedeschi dichiara di aver osservato la struttura per la prima volta nella realtà.

Gli scienziati hanno raffreddato un cristallo di cobalto e niobio fino a temperature vicine allo zero assoluto e come si legge nell’articolo pubblicato su Science, quando hanno applicato un campo magnetico crescente al cristallo, nella configurazione elettronica sono apparse delle strutture spontanee che richiamavano appunto l’E8. Questa struttura di simmetria dagli anni ’70 è stata messa in connessione con la teoria delle stringhe, una delle candidate a “teoria del tutto”, e cioè una teoria che colleghi assieme tutti i fenomeni fisici conosciuti in un unico, ed elegante, corpo matematico. Nel 2007 Garreth Lisi, fisico freelance, ha addirittura proposto una nuova teoria del tutto, basata appunto sull’E8.

Tutto ciò resta da provare, ma Radu Coldea e colleghi sono comunque entusiasti di aver osservato i primi indizi della presenza dell’E8 in natura. Banalmente per gruppi di simmetria si intendono tutte le possibilità che un oggetto geometrico ha di ruotare senza cambiare aspetto. Un quadrato per esempio può ruotare in senso orario e antiorario di 90° e restare sempre identico a se stesso. Tutte le rotazioni che il quadrato può eseguire in questo modo rappresentano un gruppo di simmetria. Il cerchio può fare anche di più, nel senso che può ruotare di qualsiasi angolo e restare sempre identico. In questo caso il gruppo di simmetria è detto continuo. Detto in maniera informale i gruppi di simmetria di Lie (concetto scoperto nel 1887 dal matematico norvegese Sophus Lie), di cui E8 fa parte, sono dei gruppi di simmetria continui, che possono ricordare quello di un cerchio.

Coldea e colleghi, applicando il campo magnetico al cristallo hanno modificato il valore di spin degli elettroni nel materiale. Lo spin è una proprietà fondamentale delle particelle elementari: lo spin di un elettrone può trovarsi in uno solo di due possibili stati. Gli scienziati da un certo valore di campo magnetico in poi (5.5 Tesla), in corrispondenza di quello che viene chiamato punto quantistico critico, si aspettavano di osservare una disposizione casuale degli spin elettronici nel cristallo e  invece quello che hanno visto al crescere del campo è stato che gli spin si distribuivano secondo certi pattern regolari.

Radu ritiene che questa scoperta abbia importanti implicazioni in fisica quantistica. “Questi risultati suggeriscono che simmetrie nascoste simili a  questa governino la fisica di altri materiali vicino ai punti quantistici critici, in cui gli elettroni si organizzano secondo regole quantistiche per ottenere interazioni forti.”

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

16 Commenti

  1. Chiedo scusa per il mio ardire di ignorante in materia, che mi spinge a formulare ipotesi fantascientifiche, senza avere tuttavia gli strumenti tecnico-culturali per una dimostrazione matematica. Da tempo cerco di immaginare il comportamento di un raggio luminoso che penetri in una sfera cava, la cui superficie interna sia perfettamente riflettente. Da qui ad immaginare la stessa cosa per gli elettroni che ruotano attorno ad un nucleo, il passo è stato breve. Mi sono chiesto: e se invece di ruotare, rimbalzassero da un punto all’altro di una ipotetica sfera, avente il diametro della loro lunghezza d’onda, i punti di intersezione dei loro percorsi, muovendosi essi alla velocità della luce, potrebbero formare dei campi magnetici, individuabili in protoni e neutroni? Se proviamo a tracciare con una matita delle rette in successione, all’interno di un cerchio e con un’angolazione costante, noteremo che i punti di intersezione sono più scuri, formano cioè una massa, che sarà tanto più evidente quanti più sono i passaggi. Immaginiamoci quanti ne possono avvenire nella sfera di un atomo, anche in relazione al numero di elettroni che possono essere “catturati” al suo interno. Forse la natura è più semplice di quanto la vogliano immaginare i fisici e le misteriose particelle ipotizzate, che si dissolvono nel nulla, non sarebbero altro che quei campi magnetici tenuti in vita dal moto degli elettroni. Come certi fulmini globulari, che qualcuno avrebbe osservato durante i temporali. Ho anche immaginato che l’angolo costante di riflessione all’interno delle microsfere, sia di 36 gradi, come avviene nella stella a 5 punte, ma su piani sempre diversi. Lo stesso pentagramma, non è altro che la proiezione sulla superfice piana di due tetraedri uniti per la base ed inclinati di 36 gradi sia in senso anteroposteriore che laterale destro. Basta concentrarsi un pò nel guardare il disegno della stella a cinque punte, per rendersi conto che è la proiezione di un solido, la cui simmetria è molto più complessa di quante se ne possono osservare nelle superfici piane. Se le mie “elucubrazioni” fantascientifiche avessero una parvenza di verità, avremmo scoperto un’ulteriore prerogativa delle sequenze di Fibonacci. Chiedo nuovamente scusa per la perdita eventuale di tempo che ho inflitto a chi si è degnato di leggere fino in fondo le mie parole e porgo cordiali saluti..

  2. Daniel Winter’s implosion physics describes matter as a self sustaining arrangement of imploding vortexes in the ether. The atom is simply the geometrical arrangement of these vortexes. Each vortex corresponds with what mainstream physics regards to be an electron particle. When the imploding vortexes are arranged according to the Platonic Solids, the electron shells and their magnetic quantum numbers, the number of electrons in a shell (2, 6, 10, 14) emerge naturally from the symmetries of these geometrical forms. Nest these Platonic Solids one inside the other to form fractals, and we have a model of the atom existing of different electron shells = fractal or nested set of Platonic Solids.
    http://www.aeonia.com/how-water-accumulates-orgone?page=4

    Ancora, quando i fisici quantici hanno studiato gli ‘elettroni’ dell’atomo, hanno osservato che essi non sono in realtà dei ‘punti’, ma piuttosto delle forme lisce, una sorta di ‘nube’ a forma di lacrima in cui il punto più stretto della ‘goccia’ converge in un punto molto piccolo verso il centro (Figura 2.2.). Per rendere maggiormente l’idea, ripresentiamo estratti dal libro del dott. Wolff (grassetto e corsivo nostri):

    p. 122 – Non esistono orbite dell’elettrone! Chiunque possieda la nozione di elettroni che orbitano attorno al nucleo commette un terribile errore! Se possedete una simile idea, scartatela immediatamente. Al contrario, tutti i calcoli e tutti gli esperimenti dimostrano che non esiste nessun moto orbitale tipo satellite in un normale atomo. Invece, esistono strutture di onde a riposo. Per esempio, nel caso N = 1 nella Figura 9-1 [in questi diagrammi, M = 0 e L = 0], vediamo che la struttura di onde a riposo è del tutto sferica. Il centro della struttura dell’elettrone è anche il centro della struttura del protone. Questa è la situazione normale degli atomi H nell’universo; essi possiedono una simmetria sferica, non delle orbite.
    http://www.stazioneceleste.it/articoli/wilcock/wilcock_TDC_02.htm

  3. http://www.youtube.com/watch?v=WCwAExCap6w

    http://www.theresonanceproject.org/graphics.html

    http://www.theresonanceproject.org/best_paper_award.html
    Chosen by a panel of 11 peer reviewers, Haramein’s paper won the prestigious “Best Paper Award” in the field of “Physics, Quantum Mechanics, Relativity, Field Theory, and Gravitation.” This significant paper marks a new paradigm in the world of quantum theory, as it describes the nuclei of an atom as a mini black hole, where protons are attracted to each other by gravitation rather than some mysterious undefined “strong force.” This radical new view of the quantum world produces a unification of the forces and appropriately predicts measured values for the nucleon of atoms.

  4. Da profano quale io sono, mi fa molto piacere apprendere che la mia idea, che gli elettroni non descrivano un’orbita attorno al nucleo, sia condivisa dagli addetti ai lavori. L’ipotesi mi ha dato anche lo spunto per credere che anche il moto degli astri non descriva delle ellissi, ma determini lo stesso effetto ottico di chi viaggia in treno ed osserva i filari di vite, posti perpendicolarmnte ai binari, ruotare in senso inverso. Non mi ha mai convinto l’idea che il pianeta Terra si muova più velocemente quando è più vicino al Sole e che diminuisca la velocità a mano a mano che si allontana. Più semplicemente penserei a due corpi celesti che intersechino il loro movimento pendolare in modo tale che, quando il Sole raggiunge l’apice della sua escursione, la Terra intersechi la metà esatta del suo percorso(solstizio d’inverno). Viceversa, quando l’estremo del percorso viene raggiunto dalla Terra, sia il Sole ad intersecare la sua metà (solstizio d’estate). I due tracciati non dovrebbero essere perpendicolari fra loro, ma tenere una angolazione costante su piani sempre diversi, come ipotizzati per la stella a 5 punte che ruoti attorno ad un asse verticale, piuttosto che anteroposteriore. Le reciproche posizioni ne condizionerebbero le velocità relative.
    Non ho la competenza tecnica per controllare l’assunto con formule matematiche, ma ciò non toglie che una diversa interpretazione dei movimenti possa portare ad uno stesso risultato. Non sarebbe la prima volta che accade. Che poi l’idea possa avere attinenza con la teoria delle strighe, lascio agli addetti ai lavori il compito di verificarne l’eventualità.

  5. Discutere di fenomeni fisici solo con la matematica ,per scoprire qualcosa di nuovo , è quasi impossibile. La matematica deve entrare dopo un esperimento con prova ontologica, solo a questo punto deve entrare la matematica per quantificare il fenomeno.Poi si può fare una teoria su quello che si è realmente constatato.Altrimenti non si và da nessuna parte. Come del resto da quasi cento anni in fisica si è fermi dal momento in cui Einstein ha presentato la relatività generale. Cè qualcosa che non và. I calcoli matematici sono perfetti, mancano ancora le prove ontologiche.
    Sono convinto che non si dia il giusto valore ed importanza a tante cose che si possono osservare già qui sulla terra.
    Per il momento vi propongo 2 domande di cui ancora non si è trovato la reale motivazione
    1)Perché le orbite dei pianeti sono ellittiche
    2) Perché le orbite ellittiche hanno due velocità

  6. A mio modesto modo di vedere, la velocità “ellitica” è sempre la stessa. Quella che conta è la velocità angolare. Due corpi che si intersecano da vicino, sembra che corrano più velocemente. Se sono lontani sembra che vadano più piano. Le stelle fisse sono tanto lontane, che sembrano ferme. O sbaglio?

  7. La tua domanda è improponibile perché non può esistere un universo di tua concezione, Non avendo riferimenti inerziali non potresti misurare nulla perché non potresti esistere nemmeno tu ..Per misurare velocità ti devi riferire a sistemi di riferimento inerziale Se l’universo esiste è grazie al big bang iniziando l’espansione viaggiando ad una velocità stabile avendo l’impressione di essere fermi, a circa 2400km./s ed è questo fenomeno che continuamente cede l’energia universale agli atomi alla materia ecc.. Generando le forze ,il tempo , le forze fittizie ecc. in definitiva la vita . A questo punto puoi fare misure.

    1. E prima che il big-bang esplodesse, cosa ci stava a fare nello spazio? Si muoveva od era fermo? Mi sa tanto che per ogni big-bang che esplode ce ne sia uno che implode e che l’universo sia una specie di aspa con la quale le nostre nonne dipanavano le matasse. Allungando le aste in un senso, si accorciavano nell’altro senso. E viceversa. Provare a dimostrare il contrario! Il principio e la fine sono la stessa cosa e insieme formano l’eternità.

      1. Caro Enea vedo che intelligentemente ti crei problemi che purtroppo ancora oggi non si possono risolvere perché come sai le vere teorie importanti si fanno quando vi sono prove ontologiche, che ancora non ci è dato possibilità di sapere . Questo per dirti che ognuno di noi si pone anche domande fantascientifiche ma la risposta ce la può dare solo la prova fisica.
        Purtroppo quasi la totalità della scienza è creata da teorie matematiche che da sole non possono risolvere i problemi delle fisica e dell’universo,. Goedel non esprime dubbi sulla validità della matematica come strumento di precisione e pensare di capire i fenomeni che avvengono in natura utilizzando la matematica è il principale errore che commette la scienza perché confonde la descrizione del fenomeno col fenomeno stesso. Secondo Laughlin Premio Nobel per la fisica 1998 ci consiglia di cambiare tutto ciò che pensiamo delle fondamentali leggi fisiche.Perchè i più grandi misteri della fisica non sono da ricercare da qualche parte laggiù,ai limiti estremi dell’universo , ma qui sulla terra nella nostra quotidianità.

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