di Sabrina Artissi
Guido Emilio Tonelli è un fisico e divulgatore scientifico italiano, professore emerito presso l’Università di Pisa ed è uno dei protagonisti della scoperta del bosone di Higgs al Cern di Ginevra.
Ha ricevuto numerosi riconoscimenti, fra cui il Fundamental Physics Prize, il premio Enrico Fermi e la medaglia d’onore dal Presidente della Repubblica.
Per Rizzoli ha pubblicato La nascita imperfetta delle cose. La grande corsa alla particella di Dio e la nuova fisica che cambierà il mondo (2016) e Cercare mondi. Esplorazioni avventurose ai confini dell’universo (2017).
Ha pubblicato con Feltrinelli Genesi, il grande racconto delle origini (2019) e Tempo. Il sogno di uccidere Chrónos (2021), Quando si accesero le stelle. Un grande scienziato ti racconta la nascita dell’universo, Feltrinelli, (2022).
Professor Tonelli “Tradizione ed Eccellenza cominciata con Galileo Galilei”, lei riceve nel 2012 l’onorificenza di Commendatore per ordine di merito della Repubblica Italiana dal Presidente Giorgio Napolitano e, a seguire, il Premio Enrico Fermi della Scuola Italiana di Fisica nel 2014. Cosa hanno rappresentato per lei?
È stata un’emozione incredibile incontrare il Presidente Napolitano e ricevere dalle sue mani questa onorificenza speciale. Nessuno di noi ha deciso di fare ricerca con l’obiettivo di ricevere premi. Chi sceglie il nostro mestiere è guidato dalla passione per la conoscenza e da una curiosità sconfinata. Quando avviamo un nuovo progetto mettiamo in conto anni di lavoro, crisi e difficoltà di ogni genere. È stato così anche per la ricerca del bosone di Higgs. Ci sono voluti decenni di fatica e non sono mancate le difficoltà. Poi, improvvisamente, tutto è cambiato. Nel giro di pochi mesi abbiamo avuto la conferma della scoperta e di colpo ci siamo trovati a ricevere premi e onorificenze: un’altalena di emozioni che è difficile da raccontare.
Che tipo di studente lei era in età adolescenziale?
Ho fatto gli studi secondari al Classico e amavo filosofia, storia, greco e latino. La fisica non mi appassionava, anche se mi riusciva facile. Penso che questa freddezza nascesse dall’insegnante di scienze. Si vedeva che non aveva alcuna passione per le materie che insegnava e, con le sue lezioni scontate e noiose non riusciva a interessare nessuno. E invece eravamo tutti concentrati nello sforzo di tradurre bene i grandi classici o negli esercizi di logica terribili che appassionavano il professore di filosofia, un uomo intelligentissimo e un insegnante meraviglioso anche se era estremamente severo e molto distaccato con tutti noi. Devo a lui, essenzialmente, la facilità con la quale, una volta approdato all’università e avendo scelto di fare fisica, sono risuscito a superare rapidamente il gap di preparazione sulle materie scientifiche che avevo accumulato al liceo.
Cosa si intende per Fisica delle Alte Energie?
Per esplorare la materia nei suoi costituenti elementari si usano acceleratori di particelle. Grandi apparati come LHC, che portano pacchetti di protoni fino a velocità prossime a quelle della luce, per poi farli scontrare fra loro. L’energia che si sviluppa in quelle minuscole collisioni si trasforma in massa secondo la formula di Einstein E=mc2. Il che vuol dire che più alta è l’energia della collisione più massicce sono le particelle che si possono produrre e studiare. È cosi che abbiamo potuto produrre quella piccola quantità di bosoni di Higgs che ci hanno fatto gridare alla scoperta.È stato l’ultimo trionfo della fisica delle alte energie.
Perché tanti libri rivolti ai ragazzi, così come l’ultimo “Quando si accesero le stelle La nascita dell’Universo”?
Ogni volta che la scienza ha prodotto una rivoluzione nella nostra concezione della materia e dell’universo è cambiato in profondità non solo il nostro sguardo sul mondo, ma si sono trasformate anche le nostre società. Basta pensare alla nascita della modernità con Copernico, Keplero, Galilei e Newton che scoprono che la Terra è un pianeta fra i tanti che orbitano attorno al Sole. O al pensiero critico del Novecento che segna tutti gli ambiti della cultura ed è profondamente legato allo sviluppo di relatività e meccanica quantistica. La scienza moderna continua a fare scoperte strabilianti e da esse nasceranno nuovi modi di organizzare le nostre società. Per questo è importante che tutti si approprino dei nuovi concetti che vengono sviluppati. Ed è bene cominciare a farlo sin da giovani, quando il cervello è più elastico ed è più facile padroneggiare teorie che danno le vertigini.
Il concetto di Spazio e Tempo di fronte al concetto di infinitamente piccolo è ancora necessario o ci si può estraniare dalle categorie concettuali alle quali siamo abituati a ricorrere, in modo automatizzato. I ragazzi, gli adolescenti sono più liberi nel pensiero, più creativi, meno “automatizzati”, più adatti quindi a nuove forme di pensiero per avvicinarsi alla Scienza dell’Universo?
Spazio e tempo sono concetti che dobbiamo necessariamente usare per descrivere il comportamento della materia su scala microscopica. Soltanto che nel mondo delle infinitesime distanze spazio e tempo si comportano in modo molto diverso rispetto a quello cui siamo abituati. Intanto vanno a braccetto assieme, sono due aspetti della stessa faccenda e poi sono elastici, plastici, possono allungarsi e accorciarsi a seconda della velocità con la quale si muovono particelle e osservatori. Il tempo proprio di una particella, chiamiamolo impropriamente, il tempo di vita, in certe condizioni, può dilatarsi di migliaia di volte agli occhi di un osservatore. Due eventi contemporanei possono addirittura essere separati nel tempo e così via. Sono concetti difficili da maneggiare per chi considera tempo e spazio qualcosa di assoluto, imperturbabile, che non può essere modificato dagli avvenimenti. Per questo le menti flessibili e immaginifiche dei giovani possono avvicinarsi meglio a comprendere categorie e concetti così sorprendenti.
Perché il nostro è un Universo “ vecchio” rispetto a cosa, visto che possiamo conoscere e immaginare l’origine grazie anche alla tecnologia, ma non la fine?
Il nostro universo ha un’età che è stata misurata in 13,8 miliardi di anni. Quindi effettivamente è un oggetto estremamente vecchio. Se vogliamo capire le vicende che ha attraversato dobbiamo riavvolgere all’indietro la pellicola della sua storia. È quello che facciamo riproducendo in laboratorio, con gli acceleratori, le particelle elementari che popolavano l’universo primordiale e osservando direttamente, con i grandi telescopi, l’evoluzione delle galassie più antiche. Se guardiamo al passato possiamo essere molto precisi. Invece sul suo futuro possiamo fare solo delle ipotesi. Per esempio ipotizziamo che se continuerà a espandersi a velocità crescente, come sta facendo, potrebbe andare incontro alla cosiddetta “morte termica”: un universo buio, freddo e triste, popolato solo da stelle di neutroni e buchi neri. Tutto questo comunque non avverrà prima di alcune decine di miliardi di anni. Avremo perciò tutto il tempo per cercare di vivere bene le nostre esistenze e, per i più giovani fra noi, di cercare di realizzare i loro sogni.
