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Fisica dei quark, si scontrano due scuole Fisica dei quark, si scontrano due scuole E9 opinione diffusa che il conflitto di tendente, molto comune nelle discipline umanìstiche o nell'attività politica sia invece assente nelle scienze fisiche a causa del loro «rigore». In realtà anche nelle scienze esistono i partiti, non tanto nel senso volgare delle conventicole accademiche, quanto nel senso di punti di vista complessivi, magari articolazioni di schieramenti più vasti, ai quali i vari scienziati aderiscono. La forza della scienza sta piuttosto nel fatto che il conflitto scientifico non è, una semplice contrapposizione di intuizioni statiche a cui si aderisce per fede, ma ha la possibilità di dirimere i contrasti grazie a controlli oggettivi, secondo criteri intrinseci, di fatti e teorie che essa è capace di eseguire, stabilendo la vittoria o la sconfitta degli schieramenti rivali. Nell'Ottocento famosa è stata la contrapposizione tra il partito dei termodinamici, in cui militavano scienziati del calibro di Kelvin, Helmholtz, Mach e Ostwald, e il partito degli atomisti, che annoverava nelle sue file Avogadro, Ampère e Boltzmann. Secondo gli atomisti, usciti vincitori, un sistema fisico non va studiato soltanto dal punto di vista delle sue proprietà macroscopiche, come richiesto dai termodinamici, ma va «guardato dentro», va smontato prima nei suoi componenti elementari, appunto gli atomi, per essere poi rimontato in modo da riprodurre 11 sistema macroscopico dato. La prima parte del programma degli atomisti è stata attuata con grande successo nel nostro secolo. Anche gli atomi sono stati' smontati, e così pure i componenti subatomici: dagli atomi al nuclei e agli elettroni, dai nuclei ai nucleoni, dal nucleoni agli adroni ai quark, nell'ambito di un programma «matrioska» che si è potuto giovare a livello concettuale delle potenti armi della relatività e della teoria quantistica e a livello sperimentale delle moderne tecnologie elettroniche, ottiche e magnetiche. Ma ogni scontro risolto, ogni vittoria dì un partito, anche nella scienza produce il terreno per un nuovo scontro più avanzato, tra nuovi schieramenti divisi da nuovi dissensi. La contraddizione di oggi nasce, sul terreno comune dell'atomi- Nel complesso mosaico delle particelle subatomiche c'è chi privilegia le singole «tessere» e chi punta l'attenzione sul loro comportamento collettivo - Nuovi dati sperimentali forse faranno presto suonare l'ora della verità smo, da differenti e opposte concezioni sul modo di «rimontare» il sistema complesso a partire dai suoi componenti elementari. Questa contraddizione attraversa tutti i campi della scienza, dalla biologia alla fisica della materia condensata, fino alla fisica delle particelle elementari. La concezione oggi maggioritaria nel cosiddetto establishment scientifico assume che l'insieme dei componenti disgiunti e indipendenti, dei componenti considerati come «corpi liberi», possa essere un buon punto di partenza per il - rimonta gf*io» del sistema fisico. L'interazione viene introdotta come una «perturbazione» al comportamento del corpi liberi. Sulla base delie teorie quantistiche e relativistiche queste «perturbazioni» che agiscono generalmente fra due corpi, possono essere descritte attraverso lo scambio di quanti, particelle, o quasi particelle. Lo schema «perturbativo» può sperare dì descrivere sistemi legati in modo non blando, e a maggior ragione sistemi ordinati e cooperati- vi come ì sistemi viventi, solo attraverso apparati dì calcolo molto complessi nei quali, come nel vecchio sistema astronomico tolemaico, l'ingegnosità computazionale prevale sulla comprensione fisica. Il punto chiave di questo schema è che lo stato fondamentale, non perturbato, del sistema possa essere stabilmente descritto dall'insieme dei componenti elementari indipendenti. Proprio questo punto è contestato dall'altro partito, della odierna minoranza» elementari sono descritti dal partito «perturbativo» come individui isolati da connettere con uncini successivi, una sorta di immane meccano, mentre il partito «non perturbativo» li descrive fin dall'Inizio come Inseriti in un processo collettivo. La fisica dei quark è stata finora dominata dal partito «perturbativo», che è riuscito a inserire i dati sperimentali disponibili in un complesso schema di calcolo. Il partito «non perturbativo» ha prodotto uno schema alternativo, la «cromodinami- dissenziente, che sottolinea il ruolo ordinatore, comunemente trascurato, delle interazioni a lungo raggio tra i componenti, come il campo elettromagnetico radiativo nel caso della materia condensata (si veda su «La Stampa» del 6 luglio 1988 l'articolo di Giuliano Preparata «Quando l'acqua si comporta come un laser») o 1 campi di gauge accoppiati ai quark nel caso della cromodinamica (cioè della teoria che descrive come gli adroni sono costruiti a partire dal quark). A causa di queste interazioni a lungo raggio, l'insieme del componenti elementari, non può più essere descritto come un'accozzaglia di oggetti indipendenti da connettere con gli uncini perturbativi, ma diventa un sistema collettivo, in cui 1 componenti assumono un comportamento ordinato e cooperativo. E' a partire da questo diverso stato fondamentale, che è possibile Introdurre in modo «perturbativo» le. interazioni a corto raggio che producono i dettagli del sistema. In sintesi, i componenti ca asimmetrica», anch'esso non in contrasto con i dati sperimentali noti, ma il suo seguito è rimasto esiguo per ■ mancanza di fatti su cui verificare il contrasto. Oggi forse questi fatti, che permettono di dirimere sul piano scientifico la controversia, cominciano a prodursi. E' stato recentemente pubblicato il risultato di un esperimento eseguito al Cern da un numeroso gruppo di fisici appartenenti a molte università europee (tra cui Torino) In cui una predizione della cromodinamica perturbativa (la cosiddetta regola di somma di Ellis e Jaffe) è risultata falsa; il valore sperimentale è la metà della previsione teorica «perturbativa». La teoria rivale «non perturbativa» aveva invece predetto con esattezza il numero, I sostenitori della cromodinamica perturbativa sono corsi ai ripari, sostenendo che la regola di somma di Ellis e Jaffe era il prodotto di una teoria troppo semplificata e l'accordo con l'esperienza era ripristinato introducendo nel gioco nuovi ingredienti. , I rivali «non perturbativi» (in particolare Giuliano Preparata e Jacques Soffer) hanno però ribattuto che l'introduziona di questi nuovi ingredienti non poteva sanare la discrepanza con l'esperimento senza violare principi fisici finora considerati ben solidi. E' stato possibile seguire dal vivo questo dibattito in una riunione, organizzata nell'ambito dei corsi di dottorato di ricerca del Dipartimento di Fisica di Milano il 21 dicembre scorso, e affollata più di giovani studenti che di anziani professori. I risultati sperimentali sono stati illustrati da Cristiana Peroni dell'Università di Torino, mentre Klaus Rith dell'Università di Heidelberg ha parlato dei futuri esperimenti. Le. ragioni dei due partiti sono state difese dal professor Anselmino di Cagliari per il partito perturbativo e dal professor Preparata di Milano per il partito opposto. Chi scrive, non specificamente esperto del campo, trovava convincenti le ragioni di questo secondo partito, al quale appartiene nel suo campo di ricerca: la fisica del sistemi biologici, in cui in forme diverse appare la stessa contraddizione. In ogni scontro scientifico la parola finale è al fatto. Gli sperimentali si preparano a verificare un'altra predìzio- . ne della cromodinamica '■ perturbativa (la «regola di somma di Bjorken»), in cui le «correzioni» introdotte recentemente dal partito «perturbativo» non sono possibili e dove la teoria rivale ha una predilzione specifica, il responso del fatto si potrà avere tra qualche anno. Come prevedeva Fe-, ynman più di quindici anni fà: «La sua (della regola di Bjorken) verìfica o il suo fallimento dovrebbe avere il più decisivo effetto sul corso della futura fisica teorica delie particelle elementari». Emilio Del Giudice