Lezioni di fisica a Trieste

L’importanza della fisica di Trieste in tutto il mondo

Sai qual è, secondo l’autorevole rivista Science, la seconda migliore scoperta scientifica del 2020? È quella che ha mostrato la non validità del modello teorico del Premio Nobel Penrose!

Sai dove sono stati effettuati gli studi e le sperimentazioni che hanno portato a questo risultato? Presso il centro di ricerca del Gran Sasso!

E sai quale università era capofila in questa ricerca? Quella di Trieste, nello specifico il Dipartimento di Fisica, guidato dal professor Angelo Bassi.

L’eccellenza del Dipartimento di Fisica di Trieste

Si è trattato dell’ulteriore conferma dell’eccezionalità dell’Ateneo giuliano, noto non solo nel Nord est, ma anche in tutta Italia e all’estero, per la qualità dei dipartimenti di ricerca e per la professionalità dei ricercatori che lavorano tra le mura della sede di Miramare (per la Fisica teorica) e di quella di via Tiepolo (per Astronomia).

Prima di Bassi, un altro grande nome della fisica calcava i corridoi dell’università di Trieste: Giancarlo Ghirardi, che qui ha formato generazioni di studenti ed è stato un indiscusso scienziato di fama internazionale (tra gli italiani più noti nel mondo), un entusiasta ricercatore e un appassionato docente.

Tra i suoi allievi, Angelo Bassi non è stato da meno: il New York Times nel 2019 lo ha definito the rebel physicist, per il suo impegno scientifico nello studio dei fondamenti della meccanica quantistica e nel suo superamento. Una scelta controcorrente, proprio perché mette in discussione la meccanica quantistica.

Penrose e la sovrapposizione degli atomi

Ma procediamo con ordine.

Roger Penrose oggi è professore emerito di matematica all’università di Oxford. Ma questo scienziato inglese è in realtà un fisico, i cui contributi alla scienza in generale non si contano: fisica, meccanica quantistica, cosmologia,... e chi più ne ha più ne metta. Uno dei suoi studi, in particolare, è stato premiato dall’Accademia reale svedese delle scienze nel 2020: Penrose, infatti, ha dimostrato che i buchi neri sono una diretta conseguenza della teoria della relatività generale di Albert Einstein.

Negli anni Novanta del secolo scorso, Penrose aveva pubblicato un altro articolo, in cui formulava una teoria secondo la quale gli atomi hanno la capacità di sovrapposizione (possono essere contemporaneamente in due posti diversi; hanno, insomma, il dono dell’ubiquità), ma solo finché sono da soli. Il fatto stesso di essere legati in strutture più complesse (come nella materia) farebbe perdere loro questa ubiquità.

Si trattava di una teoria e, secondo il modo di procedere della ricerca scientifica, andava dimostrata. La stessa cosa, a solo titolo di esempio, è successa con la teoria dei buchi neri, conseguenza della relatività generale formulata da Einstein: il fisico tedesco stesso non credeva all’esistenza di questi corpi celesti con un campo gravitazionale così intenso da non lasciare sfuggire né la materia, né la radiazione elettromagnetica (e quindi la luce); ma gli studi degli ultimi anni sono riusciti a dimostrarne che i buchi neri esistono, mentre i telescopi sempre più potenti consentono oggi di scoprire buchi neri dentro e fuori il sistema solare e dentro e fuori la nostra galassia.

Per tornare a Penrose, dagli anni Novanta fino a tutto il 2020, i fisici di tutto il mondo hanno tentato di verificare in modo sperimentale questo modello di predizione di Penrose, che parlava di collasso della funzione d’onda quantistica.

La fisica nel Gran Sasso e a Trieste: e la fisica quantistica?

Come quasi tutti sanno, tra le province dell’Aquila e di Teramo, ci sono i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, che, per dimensioni e ricchezza delle strumentazioni, sono il centro di ricerca sotterraneo più grande e più importante al mondo. Proprio qui, grazie ai finanziamenti del Centro Nazionale per la Fisica Nucleare, si svolgono ricerche scientifiche dalla rilevanza mondiale. Una di queste ha portato ai risultati cui abbiamo accennato

Il centro di ricerca del Gran Sasso, infatti, fa parte dei tanti centri che si sono impegnati in questa lunga e faticosa ricerca sperimentale, durata oltre venti anni, e gli italiani sono arrivati per primi. Grazie ad un rilevatore al germanio ultra puro i laboratori dell’INFN hanno potuto effettuare le rilevazioni sperimentali necessarie ad ottenere i dati che tutti cercavano; allo stesso tempo, un team di ricercatori del Dipartimento di Fisica di Trieste si è occupato di confrontare i dati sperimentali con le analisi delle predizioni del modello teorico.

I risultati della ricerca sono stati infine pubblicati nel mese di settembre 2020 sulla rivista scientifica Nature Physics, attraverso un articolo dal titolo Underground test of gravity-related wave function collapse.

Il risultato? Il modello predittivo di Penrose si è dimostrato sbagliato e una nuova era si è aperta di fronte alla fisica quantistica e al suo studio.

L’interesse per la fisica a Trieste e in tutta Italia

Quando leggono notizie simili, gli appassionati di fisica sentono scaldarsi dentro di loro un fuoco, quello della sete di conoscenza, del desiderio di partecipazione a team di ricerche! E tu, non ardi dal desiderio di prendere in mano i libri di fisica e di approfondire i temi principali o di addentrarti nei meandri di questa disciplina affascinante?

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