Capita spesso che le attribuzioni dei premi Nobel siano controverse, ma l'assegnazione del riconoscimento per la fisica di quest'anno ha fatto sobbalzare molti addetti ai lavori, e nel nostro Paese ha il sapore della beffa: i giapponesi Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa hanno ottenuto il premio per una scoperta fondamentale, di quelle che hanno cambiato il corso della fisica moderna. Si tratta però di una scoperta indissolubilmente collegata con il lavoro di un terzo “padre”, l'italiano Nicola Cabibbo. E infatti il suo cardine viene indicato tecnicamente come “matrice CKM”, dove CKM sta appunto per “Cabibbo, Kobayashi, Maskawa”. Un Nobel da lungo atteso dalla comunità scientifica, e che giunge amputato.
Ma andiamo con ordine, e proviamo a capire in cosa consistono le scoperte premiate. Il riconoscimento è stato assegnato per metà a Yoichiro Nambu, cittadino statunitense nato in Giappone, e per metà a Kobayashi e Maskawa. Tutti e tre gli scienziati hanno lavorato su fenomeni connessi con la simmetria e con il suo contrario, la asimmetria. I fisici sognano di poter ridurre il nostro caotico cosmo in qualcosa di funzionante, in ultima analisi, grazie a poche e semplicissime regole. Non è una operazione impossibile, perché tutto ciò che ci circonda può essere smontato in mattoncini infinitamente piccoli: le particelle elementari. Ed esse, finalmente, si comportano in modo semplice e comprensibile. Anche nel mondo sub-atomico però a volte capita di osservare delle “asimmetrie”, cioè delle anomalie che potrebbero far saltare l'intero impianto concettuale della fisica moderna, qualora non si trovasse modo di spiegarle. Per simmetria i fisici intendono la capacità di qualcosa di mantenere immutate le proprie caratteristiche anche in seguito a una trasformazione. Ad esempio un palla resta la stessa anche dopo che la abbiamo ruotata. E, in maniera meno intuitiva, le particelle elementari mantengono intatte le loro caratteristiche anche se le ruotiamo negli spazi astratti individuati dai fisici.
All'inizio degli anni sessanta Yoichiro Nambu formula una teoria che spiega la cosiddetta rottura spontanea di simmetria: un fenomeno a causa del quale gli atomi o le particelle che li compongono si comportano come fossero in un universo simmetrico quando sono dotati di alte energie, ma sembrano immersi in un universo asimmetrico quando invece la loro energia è bassa. Un po' come una pallina posta in cima a un sombrero: fino a che sta in alto il cappello sotto di lei appare un cerchio perfettamente simmetrico, ma quando la pallina cade il punto di vista cambia, e il cappello sembra un monte in mezzo a una pianura. La scoperta di Nambu ha aperto la strada per spiegare molto di ciò che oggi sappiamo sulle particelle elementari. E anche qui c'è un rimpianto, perché i primi e più importanti lavori dello scienziato giapponese su questo tema sono stati scritti con Giovanni Jona-Lasinio, anche lui fisico italiano dell'Università di Roma La Sapienza, come Nicola Cabibbo.
Ma andiamo avanti. Sempre all'inizio degli anni sessanta c'è un altro problema che arrovella i fisici. Da tempo si sa che le particelle elementari hanno un alter ego, qualcosa di identico a loro ma dotato di caratteristiche opposte, come ad esempio la carica elettrica. Alla normale materia si contrappone quindi una anti-materia, la quale secondo i calcoli dell'epoca avrebbe dovuto comportarsi in maniera perfettamente speculare alla prima. Invece, nella costernazione generale, si rileva una apparente differenza: una asimmetria. Il primo tassello viene messo a posto da Nicola Cabibbo e chiama in causa i quark, cioè le particelle elementari che formano ad esempio protoni e neutroni. All'epoca se ne conoscono tre diversi tipi, e Cabibbo formula una teoria secondo la quale essi possono trasformarsi l'uno nell'altro. Circa dieci anni dopo Kobayashi e Maskawa riprendono il lavoro di Cabibbo e utilizzando anche una scoperta fatta nel frattempo da Luciano Maiani, oggi presidente del CNR, con Sheldon Lee Glashow e Jean Iliopoulos, riescono a formulare una teoria che finalmente fornisce una spiegazione della asimmetria.
I due giapponesi accettano l'ipotesi del fisico italiano secondo cui i quark possono trasformarsi gli uni negli altri, ma assumono che in natura ne esistano sei tipi, e non tre. La teoria viene poi confermata da una serie di esperimenti molto recenti, fra i quali Kloe, ancora in corso presso i Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN. E nuovi sviluppi si attendono dall'acceleratore LHC, costruito al Cern di Ginevra. “È stata premiata un parte della fisica molto importante e le persone premiate sono di primissimo piano: in particolare Nambu è un grande protagonista. La fisica italiana ha svolto un ruolo fondamentale, messo in evidenza dagli stessi documenti che accompagnano l'annuncio del Nobel. Naturalmente c'è il rimpianto per i nomi di Nicola Cabibbo e di Giovanni Jona-Lasinio che avrebbero potuto meritatamente essere associati all'onore del premio”, dice Luciano Maiani.
Non sono solo amareggiati i fisici italiani per l'assegnazione dei premi Nobel del 2008: sono decisamente arrabbiati. Ne parliamo con Sergio Bertolucci, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, recentemente eletto Direttore di Ricerca del Cern, di fatto la seconda carica del più importante ente di ricerca in fisica del mondo.
Dottor Bertolucci, quanto è stata stupefacente l'assegnazione dei Nobel per la fisica?
Moltissimo, la riteniamo una decisione assolutamente inspiegabile, e non solo noi fisici italiani, ma l'intera comunità di fisici del mondo. Oggi all'ora dell'annuncio ero riunito con diversi colleghi europei e tutti erano assolutamente esterrefatti.
Ma allora come può essere accaduto?
È inspiegabile. L'unica cosa a cui si può pensare è legata alla scelta del Comitato per i Nobel di premiare due ricerche distinte fra di loro, una legata alla rottura spontanea di simmetria e l'altra legata alle trasformazioni di un tipo di quark in un altro. Per la prima è stato scelto Yoichiro Nambu, tra l'altro ignorando l'importante contributo dato dall'italiano Giovanni Jona-Lasinio. A questo punto il Comitato si è trovato in un vicolo cieco, perché il numero massimo di premiati non può essere superiore a tre, e ciò forse ha portato all'ingiusta esclusione di Cabibbo. Un ragionamento più da contabili che da Comitato per i Nobel.
Perché parliamo di esclusione ingiusta?
Perché l'idea originaria delle trasformazioni di un tipo di quark in un altro è stata formulata nel 1963 da Nicola Cabibbo e soltanto molti anni dopo Kobayashi e Maskawa l'hanno estesa a sei quark: un passo importante ma impossibile senza l'idea originaria del fisico italiano. Credo che la scelta sbagliata sia stata quella di premiare due argomenti diversi della fisica, ma una volta presa questa decisione sarebbe stato più logico premiare solo Nambu e Cabibbo.