IL contributo alla Teoria delle Stringhe: medaglia Dirac
Quest’anno è stata assegnata a 4 fisici per il contributo dato alla “ Teoria delle Stringhe”.
Utile sapere che questa teoria ebbe come impulso iniziale , il contributo di un fisico italiano Gabriele Veneziano il quale 55 anni fa durante i suoi studi scoprì ,che una funzione matematica che altro non è che una legge , una associazione , una corrispondenza che collega gli elementi di due insieme , la funzione Beta di Eulero (nata due secoli prima per lo studio delle curve geometriche , poteva essere usata per descrivere il comportamento di alcune particelle elementari come i quark ,che Veneziani stava studiando.
Una delle 4 forze fondamentali è l’interazione forte , che tiene insieme i protoni e i neutroni che sono i “ semini” contenuti nel nucleo dell’atomo. In verità opera questa interazione ancora sui quark , attraverso una particella mediatrice chiamata gluone , per formare protoni e neutroni.
La Teoria delle Stringhe ha come obiettivo la spiegazione matematica precisa di tutto quanto fa parte dell’Universo.
Secondo questa Teoria tutta la materia e l’energia , che costituiscono l’Universo sono composte nella loro struttura da stringhe cioè da filamenti che hanno una estensione spaziale definita ( l’ordine di grandezza è la lunghezza di Planck considerata la più piccola lunghezza concepibile pari a un milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di centimetro!!!!).
Tutte le particelle quindi hanno una consistenza fisica reale.
Questo consente di eliminare i problemi legati alle particelle, “ espresse da un punto” (puntiformi) e possiamo affermare che al di sotto del citato numero di Planck non succedono fenomeni ,che hanno a che fare con la interazione tra particelle.
In soldoni : quel numero rappresenta un limite fisico che può essere oltrepassato solo dalla matematica, ma non la realtà delle cose, perché tutta la materia e l’energia sono un miscuglio di stringhe che conferiscono a tutte le particelle un’esistenza ed una consistenza fisica reale.
La Teoria delle Stringhe non da risposte, a tante domande senza risposte della Fisica , ma propone di ribaltare la prospettiva trasformando quelle domande in domande che non hanno ragione di essere poste.
Le stringhe cosa sono e come formano tutte le particelle elementari che conosciamo?
Le stringhe sono filamenti che possono avere da due , a più dimensioni miliardi di miliardi di volte più piccoli di un nucleo atomico, ma in possesso di una tensione elevatissima : ogni stringa può essere sottoposta 10^39 tonnellate!
Possono avere varie forme, ma la vera peculiarità è che vibrano come le corde di una arpa.
Le stringhe vibrano in maniera diversa e vibrando generano le particelle elementari descritte dal Modello Standard.
Le proprietà che conosciamo delle particelle come massa, carica elettrica, sono il risultato di un determinato modo di vibrazione delle stringhe di cui è composta la materia.
IL premio ai 4 fisici ha la seguente motivazione, che cita i contributi : “ alla teoria delle stringhe e alla gravità quantistica (…) I vincitori di quest’anno hanno apportato molti contributi originali allo sviluppo del quadro teorico della teoria delle stringhe, con l’obiettivo di unificare tutte le interazioni fisiche, inclusa la gravità”.
IL problema fondamentale della fisica contemporanea è integrare la Relatività generale con la Meccanica quantistica.
La grande rivoluzione scientifica del XX secolo è composta di due parti.
La Meccanica Quantistica che ha cambiato ciò, che sappiamo della materia e la Relatività Generale che spiega la forza di gravità e ha cambiato radicalmente ciò ,che sappiamo dello spazio-tempo.
Queste due teorie portano a due modi diversi di descrizione dell’Universo.
La Meccanica Quantistica è formulata usando le vecchie nozioni di spazio-tempo , contraddette dalla Relatività Generale che è formulata usando le vecchie nozioni di energia e materia , contraddette dalla meccanica quantistica.
Nel tentativo della unificazione , quindi di una gravità quantistica la Teoria delle Stringhe immagina che la materia sia costituita da minuscole stringhe che vibrano.