FUTURO – Brian Greene è “il miglior divulgatore al mondo di concetti astrusi,” secondo il Washington Post. È il co-direttore del Centro per le Stringhe, la Cosmologia e la Fisica Astroparticellare della Columbia University. Reso celebre dal suo best-seller L’universo elegante, Greene nel suo ultimo libro La realtà nascosta accompagna il lettore in un viaggio attraverso gli universi paralleli del “landscape” della teoria delle stringhe. Nessuno meglio di Greene può fare un bilancio complessivo dello stato attuale della ricerca in questo campo, a volte controverso.
La teoria delle stringhe è stata inventata quarant’anni fa, nel tentativo di descrivere le interazioni nucleari forti. Anche se quel primo tentativo fu un insuccesso, negli ultimi anni abbiamo scoperto che può funzionare, ma in un modo completamente diverso. Che cosa è cambiato nel frattempo?
Molte cose sono cambiate. Negli anni Ottanta, la teoria delle stringhe ha virato da una teoria delle interazioni forti a una teoria di tutte le interazioni, compresa la gravità. Dagli anni Novanta e fino ad oggi, abbiamo capito che alcune versioni della teoria delle stringhe sono in realtà teorie di gauge (la stessa teoria che usiamo per descrivere le interazioni forti) ma sotto mentite spoglie. E il travestimento è sorprendente, nel senso che la teoria delle stringhe definita su un certo spazio-tempo è equivalente a teorie di gauge definite su spazi-tempo diversi – un concetto non banale e anzi rivoluzionario.
Lungo la strada, la teoria delle stringhe gradualmente ha acquisito lo status di “Teoria del Tutto.” Qual è il significato di questo slogan? È plausibile questa nuova interpretazione della teoria?
“Tutto” sta a significare tutte le forze della natura e tutta la materia. Sulla carta, la teoria delle stringhe ha dimostrato di avere la capacità di descrivere le forze conosciute (elettromagnetica, nucleare forte e debole, gravitazionale) e le particelle di materia. Ma ad oggi la teoria non ha fatto previsioni che ne consentano una verifica sperimentale. La giuria non ha ancora emesso un verdetto definitivo.
Il Large Hadron Collider di Ginevra è partito e sta già erogando una quantità enorme di nuovi dati. Il suo compito è quello di scoprire il meccanismo alla base rottura della simmetria elettrodebole. La spiegazione preferita dai teorici delle stringhe è la supersimmetria. Ma cosa succederebbe se LHC non trovasse traccia della supersimmetria a bassa energia, come sembrano suggerire i primi dati?
Per alcuni decenni, molti teorici – me compreso – hanno anticipato che l’LHC avrebbe trovato la supersimmetria a bassa energia. Se questa speranza è confermata, sarebbe un’ulteriore conferma della meravigliosa guida della matematica per condurci alla verità fondamentali. Se la supersimmetria a bassa energia non verrà scoperta, questo comunque non falsificherebbe la teoria delle stringhe e non invaliderebbe tutte le ricerche che hanno fatto uso della supersimmetria. Potrebbe semplicemente trattarsi del fatto che la supersimmetria compare a scale di energia molto più alte di quelle che LHC può raggiungere, come ipotizzato da molti modelli. Certamente, però, saremmo tutti molto più felici se la supersimmetria a bassa energia venisse osservata.
Negli ultimi anni, è sbocciata una storia d’amore tra i matematici e la teoria delle stringhe (il Simons Center per la Geometria e la Fisica di Stony Brook ne è una testimonianza diretta), mentre la stessa teoria è diventata sempre più controversa tra i fisici delle particelle. Si tratta di un voltagabbana definitivo delle stringhe in favore della matematica?
La teoria delle stringhe ha lunghi tentacoli che si estendono in molte aree – la fisica delle particelle e la matematica sono le principali. I contributi matematici della teoria delle stringhe sono particolarmente impressionanti e inattaccabili, in quanto indipendenti dalla verifica sperimentale della teoria. Il miglior punto di vista è che la teoria delle stringhe è una disciplina ricca, la cui piena portata può essere valutata solo considerando la vasta gamma di settori a cui ha contribuito.
Parliamo della tua attività di divulgazione. Il contatto con il pubblico ha influenzato la tua attività di ricerca?
In una certa misura. Negli ultimi anni mi sono spostato sempre più verso la cosmologia, anche in seguito a domande che mi sono posto mentre scrivevo il mio secondo libro, Il tessuto del cosmo.
L’universo elegante, fu un successo immediato di pubblico e di critica, seguito da molti altri. Grazie anche a queste opere, la teoria delle stringhe è diventata parte della cultura pop. Parallelamente a questa ondata di riconoscimento pubblico, però, il mercato del lavoro per i teorici delle stringhe è precipitato a tal punto che non ci sono più posti permanenti per professore negli Stati Uniti in quest’ultimo anno. Come interpreti questi due fenomeni?
Nei miei libri e nelle dichiarazioni pubbliche presto sempre attenzione a mettere in chiaro che la teoria delle stringhe è un work in progress, una proposta interessante la cui rilevanza per la fisica deve ancora essere stabilita. Sono contento che il pubblico abbia trovato le idee e i concetti della teoria delle stringhe accattivanti – io stesso ne subisco il fascino ogni giorno. C’è qualcosa di intrinsecamente interessante nelle potenti idee teoriche che ci spingono oltre i confini della nostra conoscenza e attaccano domande fondamentali sulla natura del nostro universo.
Allo stesso tempo, l’ascesa spettacolare di LHC ha giustamente spinto molti dipartimenti di fisica a focalizzare l’attenzione e i posti di lavoro su aree più legate all’espertimento stesso. Una scelta di buon senso, almeno per ora. Nel lungo periodo, la salute della teoria delle stringhe dipenderà dalla sua capacità di entrare in contatto con la fisica osservabile. Per esempio, la linea di ricerca che sta cercando di stabilire connessioni tra la teoria delle stringhe e il plasma di quark e gluoni al Relativistic Heavy Ion Collider di Brookhaven è emozionante, e credo che nel futuro scopriremo molti nuovi punti di contatto con il mondo reale.
