Il Tirreno

PISA. C'è tanta Toscana e soprattutto Pisa nella scoperta del bosone di Higgs al Cern di Ginevra, che ha contribuito alla recente assegnazione del premio Nobel a Englert e Higgs. All'impresa hanno preso parte, tra i circa duemila studiosi di tutto il mondo, anche un centinaio di ricercatori laureatisi a Pisa. Tra di loro c'è chi ha guidato nel 2010 e nel 2011 la caccia alla particella più elusiva nei momenti più cruciali: il prof. Guido Tonelli, docente all'Università di Pisa e ricercatori associato all'Infn (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). Reduce da poche settimane dalla cerimonia di assegnazione del Nobel a Stoccolma a Englert e Higgs (su invito di questi ultimi), Tonelli terrà domani alle 15 nell'aula magna del polo Fibonacci una Lectio Magistralis "Da Galileo al bosone di Higgs: Pisa crocevia delle scienze". Tonelli ha anticipato volentieri al "Tirreno" alcuni significativi passaggi del suo intervento. Tra questi un'anteprima assoluta sui progetti futuri.

Che effetto le fa dover parlare proprio a Pisa, la città natale di Galileo, la sua città, di questa impresa?

«Tornare nella mia città a raccontare l'avventura meravigliosa che abbiamo vissuto qui al Cern rappresenta per me una emozione indescrivibile. Per certi versi tutto è partito da qui. A Pisa ho conosciuto mia moglie Luciana e costituito la mia famiglia, qui sono nati e cresciuti i nostri figli, qui abbiamo vissuto anche lunghi anni di impegno civile e politico. Non sto parlando solo del fatto che io, come molti altri ricercatori che hanno partecipato a questa impresa, a Pisa ho studiato e mi sono formato. Come richiamo anche nel titolo della conferenza, la nostra città ha davvero un ruolo speciale nella scienza. Dire che Pisa è crocevia della scienza significa scoprire insieme che il lungo viaggio che ha portato alla scoperta di questa fantomatica particella è partito da Pisa e ne ha incrociato le vicende in più occasioni. Questa è una storia di cui noi stessi dobbiamo essere consapevoli».

Poi Pisa è la città di Galileo, il padre della scienza moderna.

«Colui che ha inventato il metodo che ancora porta il suo nome e che ha segnato la nascita dell' era moderna. All'Università di Pisa ha studiato il grande Enrico Fermi, colui che per primo, nel 1933 capì le interazioni deboli, da allora chiamate anche interazioni di Fermi. L'anno dopo, nel 1934, nasceva Carlo Rubbia, anche lui sarebbe stato uno studente a Pisa e fu lui, nel 1983, cinquant'anni dopo la teoria di Fermi a scoprire i bosoni vettoriali W e Z che sono i portatori massicci di questa interazione».

A voi è toccato, dopo oltre trent'anni, chiudere il cerchio aperto da Fermi.

«La scoperta della particella ipotizzata da Brout, Englert e Higgs nel 1964 spiega la differenza di massa fra i leggerissimi fotoni ed i massicci W e Z. Non possiamo che essere tutti orgogliosi di questa storia incredibile. Se poi si ricorda che abbiamo appena finito di celebrare i contributi scientifici di un altro grandissimo scienziato pisano, come Bruno Pontecorvo, appare chiaro che poche città al mondo (e nessuna piccola come Pisa) possono competere con il curriculum scientifico che la nostra città e le sue istituzioni di insegnamento e di ricerca possono vantare».

Domani parlerà anche del ruolo che hanno avuto, tra i molti altri, i ricercatori e gli studiosi pisani in questa meravigliosa avventura?

«Certamente. Le scoperte scientifiche moderne sono il frutto di grandi collaborazioni internazionali che raccolgono migliaia di scienziati provenienti dai quattro angoli del pianeta. Tanto per dare alcune cifre, prendiamo i due esperimenti che hanno scoperto il bosone di Higgs: Atlas e Cms. In ciascuno lavorano oltre tremila scienziati, fisici e ingegneri di 40 e più nazionalità. Meno di un centinaio fra loro sono pisani. Detto cosi sembrerebbe un numero piccolo, quasi insignificante, ma se si guarda al contributo che hanno dato, alle responsabilità che si sono prese, alle "gatte da pelare" che hanno saputo affrontare, i pisani sono risultati una componente fondamentale delle due collaborazioni e hanno giocato un ruolo decisivo in questa scoperta. I nostri giovani sono ammirati da tutti perché sono bravissimi, le nostre Università formano ragazzi e ragazze eccezionali, fra i più brillanti al mondo e l'Infn con le sue strutture di ricerca modernissime fornisce loro i mezzi per competere alla pari con i migliori gruppi al mondo. Sono anche temuti perché quando è necessario, sanno anche essere aggressivi, cioè sanno difendere bene i loro risultati in un mondo in cui la competizione è ferocissima. Per farla breve la scuola pisana, nella fisica delle alte energie, rispetta tutti e collabora con tutti ma non si sente seconda a nessuno».

La vostra scoperta ha davvero portato alla comprensione dei primi istanti di vita dell'universo subito dopo il big bang?

«Abbiamo fatto un enorme passo avanti nel capire cosa è successo nei primi istanti di vita dell' universo. Oggi sappiamo che a partire da una frazione di secondo subito dopo il big-bang (un centesimo di un miliardesimo di secondo) l' intero universo è stato occupato da questo nuovo campo scalare, il campo di Higgs, che si è come "congelato" costruendo una sottilissima ed invisibile trama che, da allora, tutto circonda e tutto avvolge. E' grazie a questa sottile ragnatela che gli elettroni e le altre particelle elementari hanno cominciato ad avere quella speciale, particolarissima massa che ha reso possibile la formazione di atomi, molecole, gas, galassie e giù fino al nostro sistema solare e, in ultima analisi, a noi».

Ma è vero che le sorprese potrebbero non essere finite?

«Ne parlerò domani. Sono in corso ulteriori studi per cercare di capire cosa è avvenuto addirittura prima di questo momento fatidico, in quella fase che noi chiamiamo della crescita inflazionaria. L'universo pensiamo sia nato da una microscopica fluttuazione quantistica del vuoto che un qualche meccanismo, ancora sconosciuto, ha espanso rapidissimamente su scala cosmica. Questa crescita esponenziale la chiamiamo inflazione ed è veramente l'origine del big-bang. Particelle scalari, come il bosone di Higgs con la sua caratteristica massa di circa 125GeV che abbiamo appena misurato, potrebbero giocare un ruolo in questo meccanismo, potrebbero addirittura essere loro il "motore" dell' inflazione. E' presto per trarre conclusioni e ci vorranno, forse, altri decenni di studi, ma non è escluso che questa particella straordinaria ci riservi ancora ulteriori sorprese».

Si potrà davvero arrivare a comprendere la natura della materia oscura che tiene assieme le galassie?

«Questo è il nostro sogno segreto. La materia oscura è uno dei misteri maggiori della fisica moderna. Sappiamo che è ovunque e che è talmente abbondante da costituire il 27% circa della massa dell'universo intero. Senza materia oscura non si capirebbe la dinamica delle galassie né si potrebbero formare le famiglie di galassie che sono così abbondanti nel nostro universo. Sappiamo che esiste, possiamo addirittura " osservarla" indirettamente attraverso effetti di "lente gravitazionale" ma non abbiamo la più pallida idea di cos'è fatta. Quali sono le particelle che la costituiscono? Nessuna delle particelle conosciute può formare la materia oscura che abbiamo osservato intorno a noi».

Di cosa si tratta allora? E' una nuova forma di materia? E di che tipo?

«La caccia è tuttora aperta. Potremmo trovare candidati della materia oscura producendoli direttamente nelle nuove collisioni di Lhc che ripartirà nel 2015 a energia ancora superiore. Oppure potremmo raccogliere indicazioni indirette della sua presenza studiando alcune proprietà del bosone di Higgs. Producendo migliaia, decine di migliaia di bosoni e misurandone con precisione tutte le caratteristiche potremmo cercare di identificare delle anomalie dovute al fatto che, accoppiandosi alle particelle elementari per dare loro la massa, il nostro amico bosone si accoppia anche alle particelle di materia oscura e ci potrebbe quindi condurre per mano ad una nuova fantastica scoperta. Rimanete in ascolto!».

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