Fisici sperimentali vs teorici, una battaglia a colpi di stringhe e misure

RICERCA – Gli uni a Waterloo, in Canada, gli altri a Bangalore, in India. Fisici sperimentali da una parte, colleghi teorici dall’altra: nella terza decade di giugno, quasi in perfetta sincronia, due importanti conferenze internazionali hanno radunato scienziati che condividono la passione per la fisica, ma hanno visioni molto differenti sull’approccio alla ricerca. In particolare, il nord America dal 20 al 24 giugno ha ospitato Convergence, organizzata dal Perimeter Institute, mentre dal 22 al 26 si è tenuta Strings 2015, il più importante raduno annuale di ricercatori che si occupano di teoria delle stringhe.

Nel corso della settimana non sono certo mancati i commenti degli organizzatori rilasciati alla stampa internazionale. La rivista New Scientist li ha definiti una “dichiarazione di guerra” da parte dei fisici sperimentali, ma in ogni caso il loro intento è chiaro: riportare i dati derivanti dagli esperimenti sul trono della ricerca scientifica, soprattutto in astrofisica e cosmologia. Il dito è stato puntato in particolar modo contro le teorie astratte, giudicate sempre più artificiose poiché introducono nuovi campi, ulteriori dimensioni e altre simmetrie anziché cercare un punto d’appoggio nei fenomeni osservabili. Secondo gli scienziati di Perimeter, in particolare, la teoria delle stringhe si occupa di descrivere l’universo in una cornice puramente astratta, senza nemmeno il tentativo di trovare una conferma dai risultati sperimentali.

Al centro del dibattito, non certo nuovo, ci sono anche i problemi legati alla massa dei neutrini, alla gravità quantistica, all’energia oscura e alla materia oscura. Quest’ultima, in particolare, non è a oggi mai stata rivelata da un esperimento, nemmeno dal Large Hadron Collider del CERN di Ginevra che anche per questo era stato progettato. I teorici non si sono però lasciati intimidire, ma anzi hanno replicato che il fatto che fino a oggi non siano state trovate tracce della materia oscura non implica affatto che non verranno trovate mai, e tanto meno ciò deve indurre a cestinare decenni di studi.

Altrettanto accesa resta anche la discussione sulla teoria cosmologica dell’inflazione, che descrive la fase subito successiva al Big Bang. Paul Steinhardt dell’università di Princeton, ad esempio, è recentemente passato da grande sostenitore della teoria a una posizione molto scettica, dettata dal fatto che l’impianto teorico – per come è formulato attualmente – è così flessibile e pieno di parametri da non poter essere nemmeno considerato una vera teoria. Su posizioni totalmente opposte si è invece schierato David Marsh del Perimeter Institute di Waterloo, secondo cui la teoria dell’inflazione potrà essere messa alla prova, ed eventualmente falsificata, da numerosi esperimenti, dall’analisi della radiazione cosmica di fondo fino alla ricerca di una particella chiamata assione, teorizzata dalla cromodinamica quantistica per giustificare la violazione di un principio di simmetria, ma finora mai osservata negli esperimenti.

Punto chiave della posizione dei fisici teorici è l’idea che gli approfondimenti astratti siano oggi più che mai necessari. Poiché, se è vero che anche gli esperimenti stanno acquisendo sempre più valore, in assenza di una base teorica sta diventando sempre più difficile pianificare al meglio l’attività sperimentale e le strumentazioni. Viceversa, gli sperimentali sostengono che le teorie debbano avere come compito fondamentale quello di spiegare i risultati degli esperimenti, un obiettivo che invece sta passando sempre più in secondo piano.

Probabilmente un vincitore della battaglia non c’è e non ci sarà mai. Tuttavia un risultato positivo di questa sana competizione c’è: il futuro della fisica sembra essere spalancato tanto per i teorici quanto per gli sperimentali.

@undotti

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Crediti: Perimeter Institute/James Bastow/Flickr