LUCIANO MAIANI
“Non comprendo che vuoi dire, - osservò Alice. - Certo che non lo comprendi! - disse il Cappellaio, scotendo il capo con aria di disprezzo - Scommetto che tu non hai mai parlato col tempo” (Lewis Carroll).
Alla presidenza del Consiglio Nazionale delle Ricerche è stato chiamato dopo una lunga carriera ricca di riconoscimenti scientifici. Fisico di fama internazionale, professore di Fisica Teorica all’Università di Roma “La Sapienza”, autore di numerose e pluricitate pubblicazioni scientifiche sulle riviste più autorevoli, Luciano Maiani è stato presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e direttore generale del CERN dopo Carlo Rubbia. A Ginevra, sotto la sua direzione, è stato sviluppato il “Large Hadron Collider” (LHC), l’acceleratore di particelle più potente mai realizzato, ed è nata l’idea di installare il fascio di neutrini che viaggia dal CERN al laboratorio del Gran Sasso. Nel 2007 ha ricevuto la Medaglia Dirac, con John Iliopoulos, per i contributi alla fisica del charm. Lo abbiamo incontrato nel suo studio del CNR, per parlare di fisica, di tempo, dell’importanza della ricerca. Una conversazione dalla quale è emersa anche l’umiltà dello scienziato, che ha il dovere di “restituire”, condividendo il suo lavoro con la società di cui fa parte.
di Flavia Farina
Come è nato il suo interesse per la fisica teorica?
Durante il liceo: studiavamo l’elettrone, l’elettricità nei corpi, il modo in cui il mezzo influenza elettricità e magnetismo; erano cose calcolate già ai primi del ’900, ma mi colpì molto il fatto che, per calcolare le costanti che compaiono nella spiegazione di molti fenomeni, basta sapere come sono fatti gli atomi. Più avanti, quando ormai ero un fisico, sono rimasto fortissimamente impressionato da un libro di Lorentz, “La teoria dell’elettrone”. Lorentz fu il primo a dimostrare, ai primi del ’900, che l’idea di spiegare tutte le proprietà della materia, partendo dall’esistenza dell’elettrone, non era completamente folle, che il coefficiente di elasticità, la densità, il peso specifico, l’indice di rifrazione si spiegano con il fatto che la materia è fatta di atomi, l’atomo di elettroni, e così via. È stato il primo tentativo che io conosca di quella che si chiama “una spiegazione fondamentale” della materia.
Eppure la fisica spesso è considerata una materia ostica.
Perché manca l’idea che è solo una descrizione, e non bisogna farsi travolgere dal fine: la fisica descrive come, non perché. Ma lo descrive con dei livelli, e le proprietà di certi livelli sono spiegate da quelle dei livelli inferiori. Scoprire che manovrando le proprietà di queste particelle fondamentali si possono ricostruire tutte le proprietà delle particelle elementari, in realtà è assolutamente entusiasmante.
Lei ha dato un contributo fondamentale alla fisica delle particelle elementari, prevedendo, assieme al Nobel Sheldon Lee Glashow e a John Iliopoulos, l’esistenza del quark charm. Cosa ricorda di quel periodo?
Quando ero già ricercatore ho avuto la fortuna di vivere un periodo straordinario, quello degli anni Sessanta. È vero, anche io ho dato il mio contributo, quando tutti pensavano che ci si fermasse al protone e al neutrone e invece si è scoperto che c’era un altro strato. Ricordo ancora di aver passato una nottata a parlare con mia moglie, che era fisica, di queste cose: eravamo ad Harvard, e una sera le dissi: “Ti devo spiegare questa cosa del quark!”. Siamo andati avanti a parlare fino alle tre di notte e alla fine eravamo talmente eccitati che abbiamo preso la macchina e siamo andati a fare un giro… Era una cosa veramente elettrizzante.
Quanto è importante far arrivare la conoscenza al grande pubblico, produrre un’informazione rigorosa, scientifica, ma semplificata e accessibile a tutti?
È importantissimo, e per tanti motivi. Prima di tutto perché è il seme: spiegando e cercando di trasmettere questi concetti si allevano le nuove leve. Poi questo sforzo permette agli scienziati di comprendere che fanno parte di una società e che è giusto che le ricerche siano comunicate e condivise. Infine, senza trasmettere l’emozione e l’importanza di questi studi, come chiedere i soldi necessari per farli? Eppure molte cose dovrebbero essere spiegate meglio: prendo, per esempio, proprio il caso dei quark, che nella società italiana sono ricordati solo grazie al nome di una trasmissione; quanti sanno cosa c’è veramente dietro a quel nome?
È possibile spiegare in modo elementare la teoria delle particelle e i quark?
Ho cercato di farlo in un piccolo libro, che si chiama “Idee per diventare un fisico”. La spiegazione che stavamo inventando con mia moglie ad Harvard culminava proprio in questo. È semplice e complicato; studiando delle regolarità nelle proprietà di quelle che chiamavamo particelle elementari si è scoperto che con tre mattoncini si poteva fare veramente tutto: le case, i grattacieli, le automobili, ma anche gli alberi, la terra, il sole. La grande scoperta dei quark era che questi tre pezzi del meccano, ripetuti un gran numero di volte, riuscivano a comporre tutte le particelle. Era accettato che in natura ci fossero tre quark, ma proprio in quegli anni vennero fuori delle proprietà inspiegabili, delle incongruenze, e non si sapeva in che direzione andare. Giocando con queste cose ci siamo accorti che, postulando l’esistenza di un quarto quark, ecco che parte dei fenomeni veniva spiegata. Molti ci hanno dato addosso, ma dopo un certo numero di anni questo quarto quark effettivamente è stato “visto”, ha avuto una conferma sperimentale. Verso metà degli anni Settanta, tra scienziati, abbiamo potuto dirci che quasi tutto ci era chiaro; ma questo quasi è quello che viene dopo: stiamo ancora cercando di capire se ci sono altre cose. Questo è il futuro.
È quanto si sta cercando di studiare a Ginevra?
Più o meno: con l’LHC si dovrebbe capire come andare avanti in questa grande costruzione che si è concretizzata negli anni Settanta e ha avuto moltissime conferme sperimentali. Poiché adesso ne vediamo anche gli aspetti insoddisfacenti, vorremmo capire qual è la successiva approssimazione. Fisica teorica e fisica sperimentale vanno sempre a braccetto, o possono avere percorsi indipendenti? Non necessariamente, talvolta la fisica sperimentale scopre fenomeni nuovi che sono veramente inattesi: tutti i fisici teorici, per esempio, si sarebbero aspettati una perfetta simmetria tra le proprietà della materia e le proprietà dell’antimateria; nel 1964 è stato scoperto sperimentalmente che non era così, e solo anni dopo fu fornita una interpretazione di questo fatto nel quadro dello schema teorico. Ma nel nostro caso, per spiegare dei fenomeni che avevano a che fare con particelle normali, fatte di quark normali, bisognava postulare che in natura ci fosse anche il quark charm.
Come spiegare in parole semplici cosa è il tempo? Si sa già tutto, o potrebbero esserci ancora sorprese?
Non si può mai dire che si sa tutto. Newton, che credeva di aver imbrigliato il tempo, pensava a una specie di orologio universale, che va e in qualche modo sincronizza i nostri movimenti: un tempo che scorre sempre uguale a se stesso. Un concetto riposante, semplice, una strada che si percorre, nella quale il tempo ci dice quanti chilometri abbiamo fatto. Ma in realtà le cose non stanno così e il tempo è più complesso: è la relatività. Einstein ci ha fatto capire come si possa vedere il tempo da sistemi di riferimenti diversi; il paradosso dei gemelli: io sto qui, mio fratello prende un’astronave, fa un giro dell’universo ad alta velocità e quando torna è più giovane di me. Nella relatività generale il tempo è collegato in maniera profonda alla materia e lo spazio non è più, come diceva Newton, una specie di palcoscenico in cui ci muoviamo: è a sua volta influenzato dalla presenza della materia, dall’energia. Questa teoria così diventa bellissima da scrivere in equazioni, ma poi praticamente intrattabile; ci può essere un orizzonte al di là del quale il nostro tempo non va: un fenomeno difficile da spiegare ma che esiste. “Non c’è più tempo”, diceva il coniglio di Alice nel paese delle meraviglie… No! Non c’è proprio “il tempo”: è possibile immaginare geometrie in cui il tempo non c’è più. È un panorama affascinante, e molto è ancora davanti a noi: cosa succede del tempo quando, oltre alla relatività generale, aggiungo la meccanica quantistica? Le stringhe, di cui molti avranno sentito parlare, sono sostanzialmente il tentativo di collegare le due teorie in una gigantesca, nella quale il tempo un po’ si perde: una costruzione astratta dalla quale emergono le particelle, la geometria dello spazio-tempo, che nessuno sa ancora veramente come controllare. Senza voler entrare nel tempo psicologico, un fenomeno ancora più indefinibile…
Non entriamo nel tempo psicologico, ma ci dica com’è il tempo di uno scienziato. E com’è il suo tempo…
Il mio tempo come Presidente passa molto lentamente, ogni ora corrisponde a un ulteriore obiettivo da raggiungere. Ma non credo che gli scienziati vedano il tempo differentemente dalle altre persone. Naturalmente hanno una zona di attività in cui parlano del tempo, scrivono equazioni sul tempo, misurano il tempo in un modo che a una persona normale non verrebbe in mente: siamo in grado di misurare differenze di un millimiliardesimo di secondo e con tecnologie più raffinate raggiungeremo una precisione ancora più profonda. Certamente, lo scienziato deve dare al tempo una dimensione quantitativa di precisione; ma poi, quando riprende la giacca e sale in macchina, diventa come gli altri.
È cambiato molto il modo di “fare scienza”, dagli anni ’60 a oggi?
Moltissimo, almeno per quanto riguarda la scienza che conosco io. È cambiato in un senso più collettivo: la collaborazione è sempre più necessaria, i gruppi si allargano, i fisici teorici lavorano in gruppi di dieci/quindici persone, quando un tempo tre persone su uno stesso lavoro sembravano folla, e certi esperimenti albergano migliaia di persone; ognuno fa la sua cosa, ognuno dà il suo contributo, ma in un coordinamento molto più forte. Ovviamente, deve sempre esserci l’idea brillante che permette di risolvere problemi sui quali si erano scervellate molte persone, e alla fine l’individualità prevale anche nelle grandi collaborazioni; l’idea romantica dell’esperimento su un tavolo di laboratorio oggi esiste ancora ma è una parte di tutto il resto. Anche altre scienze stanno raggiungendo simili livelli: la decodificazione del genoma, ad esempio, ha richiesto una collaborazione estesa in molte parti del mondo. Questo avviene quando la scienza diventa più matura e gli obiettivi si fanno più difficili: diciamo che l’unione fa la forza.
A distanza di più di un anno dal suo insediamento al CNR può già trarre un bilancio? Priorità, obiettivi raggiunti, obiettivi da raggiungere?
Ero abituato a organizzazioni focalizzate su determinati argomenti, al CERN che è multirazziale e multinazionale. Il CNR invece è multidisciplinare e diffuso su tutto il territorio, cosa che è allo stesso tempo sorgente di complicazione e fonte di ricchezza. Penso che sia un organismo fondamentalmente sano, interessante, con personalità notevoli, e il mio sogno è uscire da questo incarico lasciandolo più efficiente, meglio oliato: tanti meccanismi sono inceppati, anche perché ci sono gruppi che hanno formazione e scopi diversi e inevitabilmente in contrasto. La struttura di oggi dovrebbe permettere una maggiore adattabilità, progetti e linee che possono cambiare, garantendo una comunicabilità tra diverse discipline che diventi maneggevole; mi sembra uno scopo molto importante. Ovviamente nel fare questo bisogna continuare a facilitare la ricerca, e discriminare tra la ricerca buona, che sta alla frontiera, e la ricerca cattiva, autoreferenziale, che non è altro che calligrafia e ripetizione.
Come vede il futuro della ricerca in Italia? Come contrastare gli enormi problemi che la affliggono?
Credo che la ricerca italiana soffra di un serio problema di sottofinanziamento. L’attenzione troppo spesso è concentrata sulle regole: “Se i cervelli scappano, se non fanno carriera, bisogna fare regole migliori, più stringenti”. Va benissimo, ma non è il vero problema. Ci sono poche iniziative, troppe restrizioni, e così non reggiamo il confronto con l’impulso che viene dato alla ricerca in altri Paesi. Quando ero direttore del CERN mi hanno molto colpito Paesi come il Pakistan, che non hanno un’università come la nostra; partono dal fondo ma cercano di investire per raggiungere livelli migliori. Non dovremmo fare lo stesso anche noi? Noi, che partiamo da un Paese che ha avuto Natta, Fermi, Rita Levi Montalcini, Rubbia, Nicola Cabibbo, Veronesi? Questa estenuante ricerca della regola perfetta per fare i concorsi universitari nasconde un altro problema: ci devono essere più risorse, più progetti, la creazione di nuove infrastrutture; è questo che mette in movimento i cervelli. Il futuro? Dipende: se i nostri governanti vorranno investire di più, il futuro sarà brillante, perché abbiamo una buona università; infatti i nostri ragazzi vanno all’estero e vincono i concorsi. Anche se ci sono stati sprechi, se l’università ha creato corsi di laurea improponibili, sono convinto che investire, dichiarando che si possono mettere più soldi, dandoli meglio, è qualcosa che crea il virtuosismo. È vero, a volte si lavora su fenomeni che sembrano sempre più lontani dalla realtà, su progetti, come la macchina LHC, che richiedono molti soldi e molta gente; giustamente, ci si chiede se sia giusto andare avanti. Per ora la risposta è sì, perché andando avanti non solo abbiamo capito tante cose ma abbiamo anche prodotto cultura e tecnologia. La necessità di raggiungere con tecniche appropriate obiettivi sempre più difficili, fa sì che si debbano sviluppare tecnologie sempre più complesse, che possono avere applicazioni e ricadute importanti nella vita di ogni giorno: in fondo i quark, la teoria elettrodebole, il bosone intermedio hanno motivato la costruzione del LEP, la macchina del CERN che c’era prima dell’LHC. E per far funzionare, marciare e comunicare questi esperimenti, che stavano diventando collaborazioni sempre più grandi, si è dovuto trovare un nuovo sistema per parlare che è diventato la World Wide Web: la Web è figlia del quark, è figlia di questo grande sforzo di capire. Prima della Web c’è stato il laser, adesso davanti a noi potrebbe esserci il quantum computing. E così via, per tante cose che sono state e altre che non possiamo ancora immaginare.
Che tipo di risposta c’è stata, dal Ministero, di fronte alla richiesta di aumentare progressivamente i finanziamenti assegnati al CNR?
In questo primo anno la marcata tendenza alla riduzione dei fondi degli anni passati si è invertita: abbiamo avuto un aumento del fondo ricevuto dallo stato pari a due punti percentuali. Se questa tendenza continuasse ci si potrebbe costruire sopra.
Consiglierebbe a un giovane di intraprendere la strada della ricerca in Italia, oggi?
Sì, se è per seguire una passione. E “sì” non tanto guardando alla carriera, quanto al nostro mondo: solo la scienza può salvare la Terra. Era il senso del bellissimo discorso fatto qui da Steven Chu, in occasione del G8 dell’energia: non conosciamo ancora le strategie per salvare il pianeta, ma sappiamo che solo la scienza ce le può dare. Una tesi che io condivido al cento per cento.
