Rottura spontanea della simmetria: un capovolgimento della realtà naturale

Uno dei problemi della fisica attuale è il seguente: "perché non sono ancora state trovate le compagne supersimmetriche delle particelle note?" Questo si chiede Lee Smolin ("L'universo senza stringhe", 2006), che aggiunge: nella sua formulazione iniziale "si postulava che per ciascun fermione esistesse un bosone con la stessa massa e carica. Ciò implicava l'esistenza di un bosone di massa e carica uguali a quelle dell'elettrone. Questa particella, se esistesse, si chiamerebbe selettrone, ovvero superelettrone. Se esistesse, però, l'avremmo già osservata".

In altri tempi una simile conclusione avrebbe fatto abbandonare l'ipotesi. Invece, la moda, inaugurata nel Novecento, degli aggiustamenti ad hoc, ha permesso di "risolvere" tutto, anche al costo di capovolgere completamente la realtà naturale. E' cosi che la mancata verifica della supersimmetria non ha inficiato l'ipotesi della sua esistenza, per il semplice motivo che è stata giustificata dal concetto di "rottura spontanea" della simmetria. "Il risultato è immediato -scrive Smolin-: il selettrone arriva ad avere una massa notevole e quindi diventa molto più pesante dell'elettrone. Regolando i parametri liberi della teoria (che risultano essere numerosi) si può rendere il selettrone grande quanto si vuole".

Occorre sottolineare questa logica del capovolgimento: ossia il fatto di concepire una realtà naturale, quale quella delle enormi differenze di massa delle particelle a seconda dei livelli di energia, non come una reale asimmetria, ma "come se fosse" una "rottura spontanea di simmetria". Cosi, mentre l'osservazione mostra l'abbondanza delle asimmetrie e la rarità della simmetrie in natura, favorendo la deduzione che semmai è la simmetria a rappresentare una rara "rottura" della asimmetria, i fisici continuano a sostenere una realtà capovolta.

Scrive Smolin: "A quel punto gli scienziati la rendono più complicata, incorporando un certo numero di parametri da regolare, e da ultimo li regolano per nascondere i fenomeni previsti che invece non si osservano, spiegando in tal modo il motivo per cui l'unificazione, anche se vera non ha dato luogo ad alcuna osservazione. Ma con queste manovre la teoria diventa difficile da confutare, perché regolando i parametri si può giustificare qualsiasi risultato negativo" .

Sembra di essere tornati al metodo della cosmologia tolemaica con i suoi epicicli, deferenti, emicicli, ecc. "Nella storia della supersimmetria, sin dai primi momenti si è sempre usata la strategia di nascondere le conseguenze dell'unificazione. Questo non significa che la supersimmetria sia sbagliata, però spiega perché, anche dopo più di tre decenni di intenso sviluppo, ancora non abbiamo previsioni non ambigue e verificabili". Ma un trentennio per una teoria che non è in grado dì fornire "previsioni non ambigue e verificabili" equivale a un nulla di fatto che può solo arrossire di vergogna di fronte al grandioso sviluppo tecnologico di LHC, dal quale i teorici pretendono persino l'impossibile.

"Negli ultimi trent'anni -scrive Smolin-, ogni volta che si è inaugurato un nuovo acceleratore, come prima cosa abbiamo cercato le particelle previste dalla supersimmetria. Non ne abbiamo trovate. Procediamo aumentando un poco il valore dei parametri e aspettando ancora una volta l'esperimento successivo. Oggi questo vuol dire che teniamo d'occhio il Large Hadron Collider o LHC (grande collisore per adroni), ora in costruzione al CERN. Se tutto andrà secondo i piani, dovrebbe entrare in funzione nel 2007".

Oggi sappiamo com'è andata: prima i rallentamenti, poi il guasto e le riparazioni, infine il grande successo tecnologico, ma nulla riguardo alla verifica delle teorie fisiche, per le quali occorrerà attendere altri due anni: questo il tempo concesso dai tecnologi ai teorici. Ma come andrà veramente a finire? Smolin è molto pessimista: "Se LHC osserverà la supersimmetria, i suoi ideatori riceveranno senza dubbio un Nobel. In caso contrario, saranno distribuiti berretti d'asino (!): non a loro, poiché ideare un nuovo genere di teoria non ha nulla di vergognoso, ma a quelli della mia generazione che hanno trascorso tutta la carriera a sviluppare questa teoria". Insomma, ci si cosparge preventivamente il capo di cenere per salvaguardare una prassi che andrebbe, invece, bocciata impietosamente: la prassi delle teorizzazioni matematiche pure, avulse da ogni contatto con la realtà fisica naturale.

Così, nonostante decenni di stasi delle teorie fisiche astratte, puramente matematiche, Smolin continua ad assolvere il metodo della ideazione di sempre nuove teorie matematiche pure, nella speranza che vengano accolte. Quanto alla verifica sperimentale, alla conformità con la realtà naturale, è proprio lui a smascherare il rinvio sine die e senza alcuna possibilità di smentita o conferma. Se Popper aveva preteso il metodo della falsificazione, i fisici teorici hanno trovato un compromesso per non essere "falsificati", hanno trovato il loro contrometodo che recita così: la rottura di simmetria (ad esempio) sarà verificabile al prossimo progresso tecnologico, con l'acceleratore di prossima generazione ... Teniamo presente che dall'uscita libro di Smolin, che stiamo considerando, a oggi è passato esattamente un lustro.
 
Per concludere, la seguente osservazione: la fisica quantistica, nata nel più riduzionistico dei modi, concependo come suo oggetto di studio la singola  particella,  pretendendo indagare sul comportamento del singolo elettrone, del singolo fotone, ecc., un secolo dopo, deve dipendere dai risultati di LHC che ha, come oggetto di studio miliardi di miliardi di particelle (accelerate per raggiungere energie immense), e, come obiettivo, il raggiungimento di conoscenze necessarie fondate sulla rarità (eccezione) statistica di grandi numeri.

Insomma, non più paradossi come quello delle due fenditure, con esperimenti ideali o mal compresi sul comportarnento del singolo fotone, ma esperimenti reali su complessi molto numerosi di particelle. LHC lavora su grandi numeri per trovare eccezioni statistiche, e se questo metodo di lavoro è buono, perché, come cerchiamo di mostrare in questo blog, la conoscenza necessaria non si ottiene dall'indagine su singoli numerosi elementi casuali di un complesso necessario, cattivo è l'obiettivo: la ricerca del bosone di Higgs e della supersimmetria, oggetti fittizi, convenzionali, teorizzati alla solita maniera della matematica pura, astratta.

Post Scriptum Considerazioni sul vantato risultato della scoperta del bosone di Higgs: non solo LHC rimarrà chiuso per un paio di anni, ma riguardo alla supersimmetria, che non è stata confermata, i berretti d'asino non sono stati assegnati, mentre grandi applausi e Nobel sono stati concessi al vecchio Higgs per la pretesa scoperta del suo bosone, cosa questa che non cambia nulla per la fisica teorica contemporanea. Tant de bruit pour une omelette!

-------

Scritto nel 2010