CON IL NOBEL RUBBIA UNA BREVE CORSA LUNGO LE FRONTIERE DELLA SCIENZA

di Mario Furesi

Siamo andati a ritrovare il prof. Carlo Rùbbia alcuni anni or sono, mentre stava per concludere il quinquennio di direttore generale del CERN, il più grande centro europeo di ricerca per la fisica -nucleare delle alte energie e il più avanzato del mondo in molti dei suoi settori fondamentali. Rincontrandolo ci è apparso come se il tempo fosse per lui rimasto fermo al giorno del nostro precedente incontro, avvenuto dieci anni prima nella nostra Accademia Tiberina. Scattante come allora, nonostante la massiccia corporatura, è alto un metro e novanta e pesa più di un quintale, e nonostante i suoi anni. Immutato è rimasto anche il suo viso simpatico, ingentilito da due grandi occhi cerulei dallo sguardo penetrante la cui dolcezza nasconde il mondo vulcanico che di continuo gli ribolle dentro.
Scienziato e manager d'eccezione, egli dedica ogni sua giornata alla scienza come pure alla tecnologia connessavi, in cui ha maturato un'esperienza veramente rara. Questa la deve al fatto di aver scoperto, quando aveva dieci anni, l'esistenza di un laboratorio elettronico allestito dalle truppe tedesche alla periferia della sua Gorizia e da esse smantellato prima della partenza. Con una pazienza da certosino aveva rimesso in efficienza tutti gli apparati ormai fuori uso, acquisendo una capacità tecnica che gli sarebbe riuscita preziosa nell'inventare e condurre ricerche sperimentali una delle quali gli avrebbe meritato il prestigioso Premio Nobel.
Ancora adolescente fu costretto dalle vicende belliche ad abbandonare la sua città per Venezia, Udine, Padova e infine Pisa dove, frequentata la celebre Scuola Superiore Normale si laureò brillantemente in Fisica. Appena laureato, nel 1956, vinse una borsa di studio per la Columbia University, dove le sue ricerche sperimentali furono tanto apprezzate da motivare l'invito a risiedervi in permanenza. Ma dovette rinunciarvi volendo sposare la fidanzata rimasta in attesa in patria ed essendo le nozze condizionate al suo impegno di non trasferirsi all'estero. Poco dopo il suo rientro venne assunto quale ricercatore dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare operante a Frascati (Roma) e, quasi contemporaneamente, invitato a dirigere ricerche al CERN.
Nel 1984, Rùbbia riceve il Nobel per la Fisica, meritatogli dalla scoperta delle particelle - W e Z - previste da un altro grande fisico, il Nobel prof. Abdus Salam. Con questa scoperta, d'importanza fondamentale, Rùbbia faceva compiere un altro grande passo alla GUT, la Teoria della Grande Unificazione secondo la quale tutte le forze operanti nell'universo sono aspetti diversi di una stessa, unica forza.
Concludiamo la sintetica biografia di Carlo Rùbbia ricordando che nell' '86 venne nominato direttore generale del CERN, dove peraltro operava già da vari anni quale direttore del Programma Scientifico.
Scienziato di punta di molte discipline scientifiche, Carlo Rùbbia ha concentrato il proprio impegno di ricercatore sulle particelle elementari, componenti ultime della materia. Molta attenzione ha egli riservato anche alle ricerche che riguardano l'accennata Teoria della Grande Unificazione e che gli hanno fatto assegnare il Nobel.
1 Va qui ricordato che prima della scoperta di Rùbbia, i fisici avevano ridotto a quattro le forze fondamentali della natura: la forza elettromagnetica, che tiene insieme gli atomi componenti le molecole, ossia la forza operante nelle reazioni chimiche; la forza nucleare forte, che tiene legate insieme le particelle componenti il nucleo degli atomi; la forza nucleare debole, responsabile della radioattività e la forza gravitazionale che rende possibile l'esistenza dell'universo attraverso la reciproca attrazione attivata nelle innumerevoli masse sfreccianti nel cosmo. Dopo Rùbbia, le forze fondamentali sono ridotte a tre: elettrodebole, nucleare forte e gravitazionale.
Di notevole rilievo è anche il contributo dato da Rùbbia alla ricostruzione del cosiddetto Big Bang, cioè alla immensa esplosione che, secondo la grande maggioranza dei cosmologi, avrebbe dato nascita all'universo; non meno rilevanti le sue ricerche sull'evoluzione del cosmo durante i quindici o venti miliardi di anni della sua esistenza e del destino che l'attende nel remoto futuro.
Oltre ai suddetti contributi ai grandi temi della ricerca teorica più avanzata, Rùbbia ha dato e continua a dare numerosi apporti alla ricerca applicata, rivolta alla soluzione dei grandi problemi che oggi fronteggiano l'umanità: da quello energetico, che attende la soluzione, definitiva dai tokamak, con l'energia nucleare di fusione, a quello dell'informatica che mira alla creazione di computer dotati di "intelligenza artificiale".
Mentre osservavo il Professore, rispondere a una serie di telefonate e risolvere all'istante alcuni delle centinaia di problemi che quotidianamente gli vengono
posti alla guida di un organismo così complesso quale è il CERN, decidevo di aprire il fuoco di fila delle domande che gli avrei rivolto con una riguardante il campo scientifico in cui egli è protagonista, cioè quello particellare. Appena cessate le telefonate gli chiesi perciò quale fosse l'odierno traguardo della lunga marcia iniziata due millenni e mezzo fa per giungere al cuore della materia e scoprirvi l'ultima particella, indivisibile componente universale della materia.
La natura è estremamente complessa - egli inizia a dirci - oltre ad essere estremamente ordinata ed estremamente bella. Ma è difficile scoprire l'ultima essenza. Non si può quindi dare una risposta categorica a questa sua domanda: In questi ultimi anni noi della fisica (ma ciò può dirsi anche per gli altri campi della scienza) abbiamo imparato ad essere modesti. L'orgogliosa certezza della scienza è diventata alquanto antiquata ed è stata sostituita da un atteggiamento di umiltà e rispetto verso la natura.
Intendo ravvivare il discorso con una nota personale abbiamo chiesto a Rùbbia cosa fosse per lui la scienza.
Per me la scienza - egli dice con impeto- è gioia e tormento insieme. E... La frase viene troncata dal trillo del telefono.
Alla ripresa del dialogo gli abbiamo chiesto quale fosse, secondo lui, l'oggetto primario della ricerca scientifica.
Si può dire - egli osserva- che l'oggetto primo di studio della scienza non sia più oggi tanto la Natura quanto le leggi che stanno al di là deifenomeni naturali. Sono leggi espresse nel linguaggio della matematica, mediante formule ed equazioni che legano tra loro le grandezze fisiche. Matematizzazione, misura e sperimentazione sistematica sono le chiavi usate dalla ricerca scientifica per raggiungere l'obiettivo assegnatole e rappresentato dalla conoscenza del mondo.
Avendogli poi chiesto cosa intendesse egli per ricerca,' risponde: La ricerca scientifica è un mondo per rispondere a una necessità e a un'urgenza che tutti noi abbiamo, ma è anche assistere a uno spettacolo meraviglioso. Lo scienziato è come un esploratore che vuole conoscere l'ignoto esistente oltre l'orizzonte; un orizzonte per lo scienziato è definito dall'infinitamente grande e dall'infinitamente piccolo.
Passando dalla scienza alla tecnologia, sempre più stretta sua compagna, gli abbiamo chiesto di informarci sugli acceleratori di particelle, protagonisti tecnologici della ricerca sull'infinitamente piccolo. Trattandosi del suo regno, egli prontamente aderisce osservando: Posso citare quale modello più avanzato e completo l'insieme di acceleratori operanti qui al CERN, poiché costituiscono il più rimarchevole complesso mondiale di acceleratori di particelle. Ciascuno di essi è in grado di produrre conclusioni sperimentali diverse. Ad esempio, il superprotosincrotrone (SPS) è in grado di trasformare i protoni in antiprotoni, costituendo la prima fabbrica del mondo che produce antimateria in quantità utilizzabile per le ricerche. Le particelle di antimateria consentono di spostare più in là le frontiere della fisica delle particelle. L'acceleratore più complesso e moderno è però il LEP (Large Eletron Positron) dove elettroni e positroni (materia e antimateria) vengono fatti collidere.
Per completare l'argomento dell'infinitamente piccolo abbiamo chiesto lo scopo di una tale ricerca così complessa e così costosa nonché quale parte vi avesse il CERN, ricevendo in risposta: Noifisici studiamo l'infinitamente piccolo perché in esso vi è la chiave sul mistero della materia. Siamo riusciti ad esplorare il microcosmo sino a un decimillesimo di millimetro e abbiamo visto che l'infinitamente piccolo è meraviglioso quanto l'infinitamente grande. Noi del CERN, con i nostri acceleratori, ci siamo affacciato su una regione vergine, dove nessuno è oggi in grado di condurre le esperienze che noi conduciamo. 1 nostri "collider ", qui al CERN sono come telescopi che guardano dieci volte più lontano degli altri. Certo non guardiamo nel cielo ma nel cuore della materia. È come sbarcare sulla Luna o meglio su Marte: ogni passo ci svela cose nuove che a volte costringono perfino a modificare radicalmente la visione del mondo.
A chiusura dell'argomento relativo agli acceleratori di particelle abbiamo chiesto a Rùbbia come mai essi creassero e in gran numero particelle non esistenti in natura e alle quali i fisici hanno dato strani nomi come bottom, top, beauty, strange e via dicendo. La nostra domanda lo fa sorridere mentre ci spiega: Tutti gli acceleratori operano in un mondo molto diverso dal nostro; un mondo esistente all'inizio dei tempi; un mondo dominato da situazioni straordinarie e molto lontano dalla nostra vita di ogni giorno. t un mondo dove particelle e antiparticelle si scambiano la loro natura. I nomi da lei citati, con l'aggiunta di up e down, indicano le sei specie di quark, ipotizzate particelle elementari che compongono i protoni e i neutroni del numero atomico e che insieme ai leptoni (così chiamati dal greco leptos significante leggero), costituiscono la serie delle dodici particelle elementari ritenute, allo stato attuale delle nostre conoscenze, le ultime componenti elementari della; materia stabile oggi esistente. I sei leptoni sono: elettrone, muone, tau e i tre tipi di neutrini. Alla base della materia troviamo inoltre i quattro veicoli che trasportano le forze: fotone, bosone W bosone Z e gluone.
Ricordando l'accenno di Rùbbia sull'impegno dei fisici delle particelle nelle ricerche attinenti l'infinitamente grande, gli abbiamo chiesto di parlarcene e lui prontamente ci spiega: il nostro universo è diventato per i cosmologi "trasparente ", ma sino a un certo punto del remoto passato. In particolare, andando indietro nel tempo, quando guardiamo il cielo con il telescopio spaziale "Hubble ", possiamo vedere sino a un limite ben definito, mentre tutto quello che è avvenuto prima è ricostruibile solo con la fisica delle particelle elementari e quindi con gli acceleratori che riescono a riprodurre in laboratorio le condizioni dell'universo nei momenti iniziali. _In pratica esiste una barriera che divide la storia dell'universo in due parti eguali; una barriera che separa il campo di indagine della fisica delle particelle da quello riservato alla ricerca cosmologica. Per meglio precisare questa ripartizione della ricerca tra le due scienze devo accennare ai primi momenti di vita del cosmo. Nella storia dell'universo c'è stata all'inizio l'era da quark, gluoni e plasma. Poi, all'incirca cinque milionesimi di secondo dopo l'inizio dei tempi, anche i quark, un'era in cui presumibilmente tutto era ancora formato da quark sono spariti. –l’ha' seguita l'era dei leptoni fino a un secondo dopo il Big Bang, la grande esplosione che ha dato nascita all'universo. Nei successivi tre minuti l'universo è stato dominato dai fotoni e in questo periodo è anche nato l'idrogeno, il primo e il più semplice degli elementi chimici. Segue infine l'era in cui l'universo, similmente a un immenso reattore nucleare diffusione, ha fabbricato i nuclei atomici più pesanti e complessi come pure gli atomi. Va ora precisato che l'universo diventa "trasparente" per i cosmologi molto più tardi: trecentomila anni dopo il Big Bang. Tutto il periodo precedentemente viene studiato dalla fisica delle particelle elementari.
Avremmo voluto continuare a lungo nell'esplorare, con la impareggiabile guida di Carlo Rùbbia, le zone di frontiera della fisica sub nucleare e della cosmologia ma il tempo accordato- ci era scaduto, molte persone attendevano in anticamera e solo grazie all’amichevole disponibilità dei Professore potei perciò porgli l'ultima domanda, peraltro fuori regola: Che ne pensa Lei della tesi sostenuta da molti scienziati che vedono nella scienza la naturale compagna della fede nella ricerca dell'ultima verità integrale? Un po' sorpreso, dopo un attimo di riflessione Rùbbia risponde: lo direi piuttosto che la scienza è una forma di umanesimo che si accompagna, non essendone diversa, all'arte, alla coltura, al pensiero creativo e alla filosofia. Non per nulla i "Greci" la chiamavano filosofia naturale. Credo che questo significato permanga tuttora in questo senso non ci può essere contraddizione che allontani la scienza dalla fede. Ritengo anzi che lo scienziato, continuando a scoprire la natura, veda in essa certe cose che destano meraviglia e che ci offrono l'immagine di una razionalità che supera, di gran lunga, quanto può attendersi dalla natura.