Brézin: le teorie non funzionano più

C'è ancora molto da scoprire in fisica, ha spiegato Edouard Brézin al pubblico del Festival della Scienza di Genova, dove il fisico francese - è professore presso l'Université Pierre et Marie Curie di Parigi - ha raccontato gli sviluppi delle due teorie dei campi che stanno alla base della scienza moderna, l'elettromagnetismo di Maxwell e la gravità di Einstein.

«Maxwell è il primo a comprendere che la luce è un fenomeno elettromagnetico che si propaga per onde, come un sasso lanciato nell'acqua». Una teoria prima confermata da Hertz e poi completata da Michelson e Morley, che scoprono che queste onde si possono propagare anche nel vuoto. «Questi "eroi della scienza" mettono così in crisi le leggi di Newton sulla meccanica. Una crisi che sarà risolta da Einstein in favore dell'elettromagnetismo». Studiando l'effetto fotoelettrico, il fisico tedesco si rende conto che occorre una visione duale della luce, e la spiega definendola sia come onda che come fotone, «recuperando la visione di Newton della luce come una palla di fucile».
Einstein si dedica allora ad una nuova teoria della gravità che consideri Maxwell, «basata su onde gravitazionali che si propagano nel vuoto. Un effetto che sulla terra non è mai stato osservato; tuttavia Francia e Italia stanno collaborando al progetto Virgo, proprio allo scopo di osservare la teoria dei campi gravitazionali».

I tempi sono maturi per la meccanica quantistica. Aiutandosi con le diapositive Brézin confronta uno schema "classico" di emissione di fotone con altri quattro, cinque. «Questi sono secondo la meccanica quantistica. Potrei andare avanti per pagine e pagine: sono di fatto infiniti». Presto ci si rende conto che questa visione mette in crisi tutti i modelli fino ad allora utilizzati. L'impasse viene risolto con la "teoria della rinormalizzazione" di Feynman: «grazie a questo lavoro magnifico si arriva ad una teoria dell'elettromagnetismo che comprende l'intero universo, dalle stelle fino alle molecole degli acceleratori. Viene considerata la teoria più precisa che sia mai stata costruita». Ma in fisica le teorie sembrano non riuscire a reggere ai sempre migliori sistemi per indagare il mondo atomico. «Negli anni '70 ci si rende conto che se davvero si fosse voluto perseguire il sogno di una teoria complessiva, la "rinormalizzazione" sarebbe caduta», commenta Brézin.
Le vie d‘uscita individuate sono due. Una epistemologica, l'altra teorica. Prudentemente, oggi si preferisce definire le teorie come "modelli effettivi" . «Li potremmo considerare come dei limiti superiori ad una teoria che funziona su scala ancora più piccola e che per ora ci resta sconosciuta». E per comprendere quanto resta ancora da scoprire si segue la teoria delle stringhe: «anche se per ora non abbiamo dati sperimentali», ricorda lo scienziato francese.

Ma questa ricerca di una teoria unificante risponde a necessità reali o soddisfa piuttosto un'aspirazione intellettuale? «Diversamente da Einstein, negli anni'70 nessuno cercava una teoria "unificante" ma "coerente". Noi oggi sappiamo che il "modello standard" presenta delle incoerenze. Le stringhe sono una possibilità, ma non abbiamo cercato di unificare per estetica - come Einstein - ma per coerenza».