Guido Tonelli e la fisica del niente

Descrizione

Il vuoto è davvero il nulla? Oppure ciò che chiamiamo “niente” è una realtà fisica complessa, dinamica e ricca di possibilità? Partendo da L’eleganza del vuoto di Guido Tonelli, questo video attraversa venticinque secoli di filosofia, scienza e storia delle idee. La risposta della fisica contemporanea conduce a un paradosso: per comprendere il tutto bisogna prima interrogare il niente. Il viaggio si apre con Richard Wagner e con la musica che, nel suo racconto, emerge dal silenzio: un’immagine di ciò che prende forma dal vuoto. Nell’antica Grecia Democrito immagina una realtà composta da atomi indivisibili che si muovono in uno spazio vuoto. Senza il vuoto gli atomi non potrebbero incontrarsi, separarsi e formare le cose. Il vuoto è quindi reale quanto la materia: non un nulla assoluto, ma la condizione del movimento e del divenire. Aristotele respinge questa intuizione e per molti secoli domina l’idea che la natura abbia “orrore del vuoto”. La svolta arriva nel Seicento. Nel 1644 Evangelista Torricelli capovolge un tubo pieno di mercurio in una bacinella e osserva uno spazio apparentemente vuoto sopra la colonna. L’esperimento mostra che il vuoto può essere prodotto artificialmente e che l’atmosfera esercita una pressione. Blaise Pascal verifica poi che tale pressione diminuisce salendo di quota, mentre Otto von Guericke dimostra la forza dell’aria con le celebri semisfere di Magdeburgo. Il vuoto entra così nel laboratorio e diventa una realtà misurabile. Con Newton lo spazio vuoto diventa il teatro assoluto nel quale si muovono i corpi. Con Einstein, invece, spazio e tempo formano lo spaziotempo, una struttura capace di curvarsi in presenza della materia e dell’energia. Anche una regione priva di materia può dunque possedere proprietà fisiche e trasmettere onde gravitazionali. La trasformazione più radicale arriva con la meccanica quantistica e la teoria quantistica dei campi. Il vuoto non coincide più con l’assenza assoluta di ogni realtà: è lo stato di minima energia dei campi quantistici, attraversato da fluttuazioni inevitabili. Anche senza particelle osservabili, i campi fondamentali non restano perfettamente immobili. Il vuoto quantistico non va confuso con il nulla assoluto della filosofia: possiede una struttura e può produrre effetti misurabili. Un esempio è l’effetto Casimir, previsto nel 1948: due lastre metalliche poste nel vuoto a distanza microscopica subiscono una debolissima forza di attrazione. Il vuoto, in certe condizioni, sa dunque farsi sentire. Il mistero si approfondisce con l’espansione dell’universo. Alla fine degli anni Novanta l’osservazione di supernove lontane mostra che l’espansione cosmica sta accelerando. Per spiegare il fenomeno viene introdotto il concetto di energia oscura, forse collegata alle proprietà dello spazio vuoto. Ma il valore previsto dalla teoria quantistica dei campi è enormemente diverso da quello ricavato dalle osservazioni: una delle più gravi discrepanze della fisica contemporanea. Il racconto raggiunge poi il CERN di Ginevra. Il 4 luglio 2012 gli esperimenti CMS e ATLAS annunciano l’osservazione di una particella compatibile con il bosone di Higgs. Il bosone è associato al campo di Higgs, presente ovunque nell’universo, anche nelle regioni che chiamiamo vuote, e responsabile della massa di molte particelle elementari. L’eleganza del vuoto è anche una difesa della ricerca fondamentale. Democrito, Torricelli e gli scienziati impegnati nella ricerca del bosone di Higgs non inseguivano applicazioni immediate. Eppure dalla ricerca pura sono nate innovazioni imprevedibili, dalle tecnologie mediche basate sugli acceleratori al World Wide Web, nato al CERN. Nelle pagine finali Tonelli torna alla filosofia. Il confronto con Parmenide ed Emanuele Severino riapre il conflitto tra essere e divenire. Il vuoto quantistico offre un’analogia suggestiva: può restare stabile nel suo insieme mentre al proprio interno è attraversato da trasformazioni incessanti. Non è una soluzione definitiva al problema metafisico, ma mostra quanto il dialogo tra filosofia e fisica sia ancora aperto. La storia del vuoto conduce così da Democrito ad Aristotele, da Torricelli a Pascal, da Newton a Einstein, dalla meccanica quantistica al bosone di Higgs. È la storia di uomini che hanno guardato dove sembrava non esserci niente e hanno scoperto che l’assenza apparente poteva nascondere una struttura. Forse il vuoto non è ciò che resta quando tutto scompare. Forse è il fondo silenzioso dal quale le cose possono emergere. Il Marmo e il Silicio è un progetto dedicato alla filosofia, alle scienze umane, alla storia delle idee e al dialogo tra cultura umanistica e ricerca scientifica. #GuidoTonelli #VuotoQuantistico #BosoneDiHiggs #Filosofia #Fisica