E’ passato più di un anno da quando un’esplosione di scintille, fumo ed elio refrigerato lo ha spento, ma adesso il Large Hadron Collider, ovvero il più grande e costoso esperimento nella storia della fisica, è pronto per ripartire. A dicembre, se tutto va bene, i protoni torneranno a scontrarsi nella pista d’accelerazione elettromagnetica situata nei pressi di Ginevra, alla ricerca delle forze e delle particelle che costituivano l’universo nel primo millimiardesimo di secondo successivo al Big Bang.

Sarà anche il momento per verificare una delle più bizzarre e rivoluzionarie teorie scientifiche che mai siano state udite. Non sto parlando di altre dimensioni dello spazio-tempo, della materia oscura o di buchi neri che inghiottiscono la Terra. Sto parlando dell’ipotesi secondo cui a sabotare il travagliato sincrotrone sarebbe niente meno che il suo stesso futuro. Una coppia di affermati fisici ha suggerito che l’ipotetico bosone di Higgs, che gli scienziati sperano di produrre grazie all’LHC, potrebbe essere a tal punto scabroso per la natura che la sua creazione sarebbe sufficiente a produrre un ritorno al passato e a fermare il sincrotrone prima che ne produca uno, alla stregua di un viaggiatore del tempo che tornasse indietro negli anni per uccidere il proprio nonno.

Holger Bech Nielsen, dell’Istituto Niels Bohr di Copenhagen, e il giapponese Masao Ninomiya dell’Istituto Yukawa di fisica teorica di Kyoto, hanno espresso questa idea in una serie di articoli con titoli come “Test sugli effetti del futuro sul Large Hadron Collider: una proposta”, oppure “Una ricerca dall’LHC sull’influenza del futuro”, apparsi nel corso dell’ultimo anno e mezzo su arXiv.org, sito specializzato in fisica.

Secondo il cosiddetto “modello standard” che governa quasi tutta la fisica, il bosone di Higgs è la particella che conferisce massa ad altre particelle elementari.

“Deve essere nelle nostre previsioni che ogni macchina che produca bosoni di Higgs abbia una cattiva fortuna”, ha scritto il dottor Nielsen in una sua e-mail. In un trattato non ancora pubblicato, Nielsen così commenta la sua teoria: “Si potrebbe quasi dire che abbiamo un modello di Dio”. Ma andando avanti nel ragionamento, continua, si concluderebbe che “anche Lui odia alquanto le particelle di Higgs, e cerca di evitarle”.

Questa maligna influenza dal futuro, speculano i due fisici, potrebbe inoltre spiegare perché il Superconducting Supercollider, il sincrotrone statunitense progettato anch’esso per trovare il bosone di Higgs, venne cancellato nel 1993 dopo che miliardi di dollari erano già stati spesi per realizzarlo; un evento così improbabile da essere definito, da parte del dottor Nielsen, un “anti-miracolo”.

Si potrebbe d’altra parte pensare che l’apparire di questa teoria sia una prova ulteriore del fatto che la gente ha avuto molto tempo – forse anche troppo – per pensare a quello che salterà fuori dal sincrotrone di Ginevra, la cui realizzazione è costata nove miliardi di dollari e quindici anni di lavoro.

Il sincrotrone è stato costruito dal Cern, l’istituzione europea consacrata alla ricerca atomica, per accelerare protoni a un’energia di settemila miliardi di elettronvolt lungo un circuito sotterraneo di 28 chilometri, per poi farli esplodere in palle di fuoco primordiale.

Per la cronaca, è da settembre che gli ingegneri del Cern sperano di far collidere protoni accelerati a un’energia “di iniezione”, pari a 450 miliardi di elettronvolt, a partire da dicembre; la fase successiva è quella di portare l’energia di collisione fino a tre milioni e mezzo di elettronvolt per protone. E poi, dopo una breve pausa natalizia, la vera fisica può avere inizio.

Forse.

Nielsen e Ninomiya hanno iniziato a tratteggiare la loro teoria della maledizione nella primavera del 2008. Appena un po’ più tardi, nell’autunno di quello stesso anno, e soltanto pochi giorni dopo che l’LHC era stato acceso, si vaporizzò una connessione tra due magneti, imponendo il blocco del sincrotrone per oltre un anno.

Nielsen, riferendosi a quell’episodio, ha parlato di “una cosa divertente che potrebbe farci credere alle nostre teorie”.

Lui stesso, comunque, è consapevole del fatto che attorno a quella teoria lo scetticismo abbondi. Dopo tutto, la maggior parte dei progetti scientifici, incluso il telescopio spaziale Hubble, ha attraversato quelli che sembravano periodi di vera e propria iella. E al Cern questa sensazione persiste: lo scorso fine settimana, la polizia francese ha arrestato un fisico delle particelle partecipante a uno degli esperimenti dell’LHC, sospettato di far parte di un complotto ordito da una cellula nordafricana di al Qaeda.

Nielsen e Ninomiya hanno proposto allora che venga effettuata la seguente prova: il Cern allestisca un gioco di probabilità, una sorta di esercizio di estrazione di una carta dal mazzo che utilizzi un generatore di numeri casuali, in modo tale da poter distinguere la sfortuna dal futuro. Se l’esito di questa prova casuale fosse abbastanza insolito, come ad esempio estrarre cento volte la sola carta di picche da un mazzo di cento carte di cuori, allora la macchina non funzionerebbe mai, oppure potrebbe funzionare soltanto a regimi così bassi da non rischiare di creare il bosone di Higgs.

Sicuro, è una follia, e il Cern non deve, né pensa, di mettere un’ipoteca sul suo investimento per un testa o croce. Alcuni blog hanno associato la teoria di Nielsen e Ninomiya a Harry Potter. Però è anche vero che la follia gode di una rispettabile reputazione in una fisica che parla correntemente di gatti che sono contemporaneamente vivi e morti, e di soffi antigravitazionali nell’universo.

Lo stesso Niels Bohr, il celebre conterraneo di Nielsen che fu tra i fondatori della meccanica quantistica, una volta disse a un collega: “Siamo tutti convinti che la tua teoria è folle. Quello su cui non siamo d’accordo è se è abbastanza folle da avere qualche possibilità di essere giusta”.

Il dottor Nielsen si inserisce bene in una tale tradizione. E’ conosciuto tra gli addetti ai lavori per essere uno dei fondatori della teoria delle stringhe nonché per la sua profondità e originalità di pensiero: “E’ una di quelle persone così brillanti da spingersi molto lontano nell’esplorare le sue pazze idee” dice di lui Sean Carroll, fisico al Caltech Institute e autore del libro “From Eternity to Here” (Dall’eternità ad oggi), di prossima pubblicazione.

Uno dei progetti di Nielsen ambisce a spiegare l’universo così come ci appare, ossia nella sua apparente regolarità, partendo da una condizione di pura casualità; è una teoria da lui battezzata “random dynamics” (dinamiche casuali).

Nielsen ammette che la teoria sua e di Ninomiya sa di viaggio nel tempo, un argomento di antico interesse che negli ultimi tempi è anche diventato soggetto di rispettabili ricerche scientifiche. Mentre è un paradosso andare indietro nel tempo e uccidere il proprio nonno, i fisici sono concordi nel dire che non c’è alcun paradosso nell’andare indietro nel tempo e evitare che tuo nonno finisca sotto un camion. Nel caso del bosone di Higgs e del sincrotrone, è come se qualcosa volesse tornare indietro nel tempo per impedire all’universo di essere travolto da un camion. Per quale motivo l’apparizione di un bosone di Higgs dovrebbe essere una catastrofe, non è chiaro. Se lo sapessimo, probabilmente non staremmo cercando di crearne uno.

Abbiamo sempre dato per scontato che il passato determini il futuro. Ma ciò non è necessariamente vero nella fisica di Newton o di Einstein. Secondo i fisici, tutto quello che c’è bisogno di sapere, da un punto di vista matematico, per descrivere quel che accade a una mela o ai cento miliardi di galassie dell’universo sono le leggi che descrivono come le cose cambiano, e l’aver fissato come le cose stavano all’inizio. Quest’ultima precisazione costituisce le cosiddette condizioni iniziali, o “alla frontiera” (boundary conditions) – ad esempio una mela due metri sopra la tua testa, oppure il Big Bang.

Le equazioni funzionano egualmente bene – sottolineano Nielsen e altri suoi colleghi – se le condizioni iniziali specificano una condizione nel futuro, piuttosto che nel passato (la mela sulla tua testa, piuttosto che due metri sopra di essa); ciò è vero, beninteso, qualora si assuma che le leggi fondamentali della fisica siano reversibili, e molti fisici ritengono che proprio questo sia il caso.

“Per quelli come noi che credono nella fisica – scrisse una volta Einstein a un amico – questa distinzione che si fa tra passato, presente e futuro appare come una mera illusione”.

Nel racconto di Kurt Vonnegut “Le sirene di Titano”, la storia dell’umanità si riduce alla consegna di un pezzo di metallo dalle dimensioni all’incirca di una lattina di birra a un alieno abbandonato sulla luna di Saturno, che aspetta quell’oggetto per riparare la sua astronave e tornarsene a casa.

Che il fato del sincrotrone sia a tal punto umile oppure glorioso, o anche solo che l’LHC abbia un destino definibile, resta da vedere. Però, come tifoso dei Boston Red Sox per tutta la mia vita adulta, lasciatemi dire che sento di avere una certa conoscenza di cose iellate.

© The New York Times
Traduzione Enrico De Simone