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Anche Einstein si aggiorna l'Universo è una superstringa Anche Einstein si aggiorna l'Universo è una superstringa TRA questa e la prossima settimana si svolgono a Torino, a Villa Guatino, due congressi scientifici dedicati l'uno alle giunzioni Josephson e l'altro alla supergravltà: si tratta di attività organizzate dall'Istituto per l'interscambio scientifico (Isl) per la Regione Piemonte e dall'Infn (Istituto Nazionale di Fisica Necleare), con contributi della Cassa di Risparmio e del Banco San Paolo, giacché ormai anche la scienza ha bisogno del suoi sponsor. Le giunzioni Josephson sfruttano le particolari proprietà del materiali super-, conduttori a bassissime temperature e potrebbero sostituire in un futuro non troppo lontano 1 transistori in numerosissime applicazioni. «Tuttosclenze» ne ha già trattato in varie occasioni. In questo articolo vorrei Invece occuparmi di supergravltà. Il prefisso super Ìndica, una teoria in cui si postula l'esistenza di simmetrie particolari, dette appunto supersimmetrlche, concepite per la prima volta dal fisico oriundo Italiano Bruno • Zumino. Le particelle si dividono in due grandi classi: i fermlont e 1 bosonl. Questi si combinano cornei numeri dispari e pari. Un sistema formato da due fermlonl è infatti bosonlco, mentre uno formato da un fermione e un bosone è fermionl- •aQjttOa QuPSltil GPttitnSm& BIOLOGIA: L'olfatto, arma evolutiva del mammiferi, dell'etologa Isabella Lattes Coifmann / FISICA: Le teorie supersimmetriche, di Tullio Regge, presidente dell'IstituKfUGava oCwwUiialia to per l'interscambio scientifico / TECNOLOGIA: Come si affila il raggio laser per lo scudo spaziale, di Mario Bertolotti, della facoltà di Ingegneria di Roma / PSICO: La percezione dello spazio negli uccelli e nell'uomo, di Aldo Zullini, ordinario di zoologia all'Università di Milano / BOTANICA: I funghi coltivati, di Elena Accati, dell'Università di Torino BIOLOGIA co. Sono bosonl il quanto di luce (fotone, ma anche 11 W e lo Z di Rubbla. particelle della «luce pesante») e I mesoni pi. Sono fermlonl l'elettrone, il protone, il neutrone e 11 neutrino. Tra fermlonl vige il principio di esclusione di Paull, che vieta a due fermlonl di ugual natura di occupare lo stesso stato, di avere vloè (grosso modo) la stessa posizione e velocità. In particolare, 11 principio vieta a due elettroni di occupare la stessa orbita entro un atomo, un fatto che ha come conseguenza la stabilità della materia come la conosciamo. Senza di esso, infatti, gli elettroni finirebbero per occupare l'orbita più stretta attorno al nucleo e come conseguenza gli atomi sarebbero enormemente più piccoli e avrebbero proprietà chimiche ben diverse. Tra bosonl invece vige un principio (i fisici usano la parola statistica) quasi opposto, che favorisce la coabltazlone di bosonl nello stesso stato. In particolare nel laser si sfrutta la tendenza del fotoni di essere emessi tutti nella stessa direzione e con la stessa frequenza. Ricordo inoltre che lo spln dei fermlonl é sempre un numero semiintero della costante h di Planck (divisa per 2 pi greco) mentre lo spin dei bosonl é sempre un multiplo Intero (anche nullo) di questa quantità. Lo spln (momento angolare Intrinseco) dà una misura della capacità della particella di ruotare su se stessa come una trottola. Le particelle elementari sono raggruppate In famiglie legate da simmetrie. Per esemplo protone e neutrone vanno considerate come una unica particella (il nucleone) che esiste in due stati. I membri di una famiglia devono essere considerati un po' come le facce di un cubo. Ruotando 11 cubo posso passare da una faccia all'altra, con proprietà e forme Identiche. . Fino a pochi anni or sono le simmetrie considerate dai fisici raggruppavano nella stessa famiglia soltanto particelle con la stessa statistica: una famiglia consisteva solamente di tutti bosonl o tutti fermlonl. Zumino riuscì a dimostrare la possibilità teorica di raggruppare assieme famiglie ibride che includevano sia bosonl sia fermlonl. Questi concetti sono stati applicati alla teoria della relatività generale di Einstein e dunque alla gravitazione. Le forze gravitazionali sono trasmesse da una particella, 11 gravitone che gioca in esse lo stesso ruolo del fotone per 11 campo elettromagnetico. Nessuno ha mai osservato direttamente 11 gravitone. Risulta però molto naturale 11 formare una famiglia' ponendo assieme 11 gravitone e il gravitino, una controparte fermlonica di quello. Il gravitone ha spin 2 (nelle unità cui ho accennato) mentre 11 gravitino ha spln 3/2. Neppure il gravitino é stato osservato. La teoria congiunta di queste due particelle, denominata supergravltà, esiste da pochi, anni ed è stata raggiunta la prima volta dall'italiano Sergio Ferrara, da Freedman e da Van Nieweenhvlzen. Molte varianti di questa teoria sono apparse negli anni seguenti. Più recentemente si è scoperto che queste teorie sono contenute come casi particolari nel cosiddetto •modello della superstringa», In cui le particelle sono rappresentate come stati di vibrazione di una corda vibrante, piccolissima e viaggiante a velocità prossime a quella della luce. Anche qui esistono molti modelli diversi e collegati, tra di loro per la superstringa. Un tipo particolare, la ^stringa eterotica», ha avuto un enorme successo in quanto include In un tutto armonico molte delle caratteristiche più desiderabili di una teoria. Questo ultimo modello sarà discusso In dettaglio e con grande enfasi a Villa Guatino: tra una settimana sapremo tutte le novità e potrò informarvi meglio. Spero che 11 nostro congresso risulti davvero un super-. congresso. _ „. _ Tullio Regge _ „. _ Tullio Regge