Quando ti immaginavi da adulto, forse avevi l’idea di te stesso come una persona sofisticata. Intelligente. Urbana, persino. Il tipo di adulto che va a cene eleganti e parla con parole dolci di filosofia, dei temi del giorno, delle grandi questioni della scienza.
Poi sei cresciuto e hai scoperto che quando vai a casa di un amico per un BBQ in giardino (le cene eleganti, scopri, sono in gran parte finzione), ti ritrovi a urlare ai tuoi figli di scendere dalla pila di compost, a cercare compassione per il fatto di dover rifare il tetto e a cercare di non far trasparire il fatto che non ricordi il nome della persona con cui stai parlando.
Insomma, potresti ritrovarti a desiderare un po’ più di intelligenza e molto meno pollo al barbecue. La prossima volta, prova a porre questa domanda per risvegliare la tua mente: Possono coesistere la supersimmetria e il multiverso?
Per capire questo, cominciamo con una lezione sulla supersimmetria. Per comprendere la supersimmetria, dovresti prima capire che in sé non è una “teoria”. La supersimmetria è un’estensione di ciò che chiamiamo il Modello Standard, che dice ai fisici quali particelle esistono e come funzionano a livello fondamentale. Fondamentalmente, tiene conto di 12 particelle fondamentali e quattro forze con cui interagiscono.
Purtroppo, il Modello Standard non riesce a spiegare delle fastidiose discrepanze nel funzionamento dell’universo. Ad esempio, non ha alcuna soluzione su cosa sia la materia oscura: si tratta di una variabile ancora non vista che sembra popolare più di un quarto del nostro universo [fonte: NASA].
La supersimmetria cerca di colmare le lacune nel Modello Standard dicendo che per ogni particella di materia conosciuta che abbiamo, c’è una particella di forza molto più pesante, e viceversa [fonte: Fermilab]. Questi “superpartners” sarebbero di grande aiuto per comprendere il Modello Standard. Aiuterebbero anche a spiegare cose come la materia oscura, poiché il superpartner più leggero sarebbe un buon candidato per la sostanza misteriosa.
Forse ancora meglio per i fisici – che finora sono stati felici di confermare risposte naturali alle domande di fisica – la supersimmetria fornirebbe una soluzione elegante alle carenze del Modello Standard. Funzionerebbe con equazioni matematiche e bilancerebbe perfettamente la massa del bosone di Higgs a quanto abbiamo osservato, spiegando così perché l’Higgs è così molto più leggero di quanto il solo Modello Standard preveda che sia. Sarebbe pulito e ordinato.
Eppure, c’è un problema decisamente disordinato con i superpartners. È il piccolo dettaglio che non sembrano esistere, almeno non negli stessi urti di protoni che ci hanno portato al bosone di Higgs. È lì che tutti i modelli matematici prevedono che dovrebbero essere – ma non lo sono. Non devi essere un fisico delle particelle per sapere che è un problema quando qualcosa non esiste dove ti aspetti di trovarlo.
I fisici non hanno completamente alzato bandiera bianca, però. Il Grande Collisore di Adroni è pronto a collidere a energie più elevate quando si riaccende nel 2024, e molti sperano che le collisioni porteranno a fenomeni interessanti, incluso il ritrovamento di superparticelle a masse più alte di quanto fosse possibile nelle collisioni finora realizzate.
Tuttavia, altri fisici stanno cercando altre spiegazioni nel caso in cui la supersimmetria si riveli essere un sogno nel cassetto. Diamo il benvenuto al multiverso.
Più specificamente, diamo il benvenuto ai multiversi. Ce ne sono un sacco. L’idea di base del multiverso è che il nostro universo è solo uno in una zuppa infinita di… beh, di cosa? Qualsiasi cosa sia, tutti questi multiversi sono risultati come sono, seguendo le leggi che hanno, casualmente. Il nostro universo è stato abbastanza fortunato da risultare proprio adatto a darci vita, e a tutto l’altro trabicolo nel cosmo. Ciò potrebbe sembrarti speciale e divertente – voglio dire, guarda quanto siamo straordinari e diversi da tutti quegli altri stupidi universi! – ma per molti fisici, il multiverso è un bambino disordinato, disordinato.
Pensa un po’ più da vicino a ciò che implica far parte di un multiverso. La supersimmetria è la miglior studentessa della classe. Ha materia fondamentale e forze che lavorano in perfetta armonia l’una con l’altra per assicurarci che è prevedibile e costante. Il multiverso, d’altro canto, ha praticamente inghiottito una bevanda energetica, si è presentato agli esami e ha preso un voto perfetto. Forse ha indovinato; forse sapeva davvero tutte le risposte. Non importa. Ma possiamo facilmente attribuire il successo della supersimmetria a essere meticolosa e prevedibile, mentre il multiverso non ha la fama di essere uno studente così brillante – invece, è tutto casualità.
Per alcuni scienziati, questo è profondamente preoccupante. Se facciamo parte di un universo dove le cose funzionano in un certo modo solo perché casualmente funzionano in quel modo qui – sapendo che in un altro universo funzionano diversamente, solo perché – potremmo anche gettare la spugna. Qual è il senso di capirlo se è solo una questione di pura casualità? Tutto ciò implica che abbiamo posto le domande sbagliate fin dall’inizio. Non è “Perché osserviamo l’universo agire in questo modo?” ma forse “Come agisce un altro universo?” Ora che comprendiamo la supersimmetria e l’idea del multiverso, abbiamo qualche speranza di cercare di conciliarli? È importante ricordare, innanzitutto, che stiamo parlando di teorie che vanno oltre il Modello Standard – né la supersimmetria né il multiverso tentano di identificare o persino definire le particelle fondamentali che abbiamo osservato direttamente [fonte: Willenbrock]. Sono solo due modi di cercare di capire perché la materia fondamentale e le forze interagiscono nel modo in cui lo fanno.
E in un certo senso, possiamo semplificare la nostra domanda e chiedere semplicemente: “La supersimmetria può esistere in un multiverso?” La risposta a questa domanda è: Assolutamente sì. Come abbiamo detto, l’idea dei multiversi lascia aperto un numero praticamente infinito di universi. Come sono ordinati – cioè, se funzionano come il nostro o diversamente o in modo simile o un po’ diversamente – è completamente aperto a questioni. È ragionevole presumere che se ci fossero un numero infinito di universi, uno di essi potrebbe operare in modo supersimmetrico. In un altro universo può succedere qualsiasi cosa, e se ce ne sono abbastanza – succederà tutto.
La supersimmetria, ricorda, creerebbe un ordine naturale – e sperabilmente osservabile – nel modo in cui le particelle e le forze funzionano nel nostro universo. Non è un’idea teorica sulla natura del cosmo, a differenza del multiverso. Quindi la supersimmetria e il multiverso non sono esattamente mutuamente esclusivi, e stanno proponendo soluzioni a domande simili. Ma si occupano di idee abbastanza diverse da poter teoricamente coesistere contemporaneamente.
Molte più informazioni
Nota dell’autore: È possibile che la supersimmetria e il multiverso siano entrambi veri contemporaneamente?
è importante sottolineare che alcuni modelli del multiverso (tenete presente che ce ne sono molti) dipendono effettivamente dalla supersimmetria per esistere. Alcuni sostengono addirittura che la scoperta della supersimmetria sarebbe un argomento a favore della teoria delle stringhe, che in alcune versioni fa parte del modello del multiverso.
Immagina un universo parallelo in cui la fisica è diversa da quella che conosciamo, dove la materia e l’antimateria si comportano in modo opposto, o dove il tempo scorre al contrario. Si tratta solo di ipotesi al momento, ma la supersimmetria potrebbe essere la chiave per aprire le porte a questo straordinario scenario.
Quindi, se un giorno venisse confermata l’esistenza della supersimmetria, potremmo davvero aprirci alle meraviglie del multiverso, in un viaggio straordinario attraverso realtà alternative e dimensioni sconosciute. Sembra la trama di un fantastico romanzo di fantascienza, ma in realtà si tratta di una delle sfide più eccitanti della fisica moderna.
E chi sa quali misteri e meraviglie potremmo scoprire in un universo così vasto e complesso? Forse incontreremmo versioni di noi stessi vivendo vite diverse, o creature aliene con forme e abitudini completamente estranee a noi. La supersimmetria potrebbe rivelarsi la chiave per aprire la porta a un mondo di infiniti mondi, ciascuno con le proprie leggi della fisica e le proprie straordinarie peculiarità.
Insomma, la ricerca della supersimmetria è molto più di un semplice esercizio accademico. È la chiave per comprendere l’universo in cui viviamo e per esplorare le frontiere più avanzate della scienza. Quindi, tieniti pronto, perché potremmo essere sull’orlo di una rivoluzione nella nostra comprensione del cosmo.
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Fonti:
Ciao, Oggi vorrei parlarti di un argomento davvero affascinante: la fisica delle particelle e le teorie sul Multiverso.
Immagina di trovarci in un laboratorio di fisica, dove gli scienziati studiano le particelle elementari e le forze che regolano l’universo. Qui vengono condotti esperimenti per cercare di capire le caratteristiche fondamentali della materia e dell’energia.
Tra le diverse teorie che circolano, ce n’è una che propone l’esistenza di un “Multiverso”, ovvero una moltitudine di universi, ognuno con le sue leggi fisiche e costellazioni di stelle. Questa ipotesi affascinante solleva molte domande sul significato della vita, del destino e della nostra presenza nell’universo.
Parlando di particelle, ne esistono di diversi tipi e ognuna ha caratteristiche e comportamenti sorprendenti. Alcune particelle elementari sono ancora sconosciute e la loro ricerca è oggetto di studi e esperimenti in tutto il mondo. Pensare che l’universo sia composto da particelle così minime eppure così importanti è davvero affascinante, non trovi?
Parlando di teorie come la supersimmetria, che ipotizza l’esistenza di particelle ancora da scoprire, siamo di fronte a un vero e proprio enigma. Immagina un’intera famiglia di particelle che potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo. La ricerca in questo campo è davvero entusiasmante, perché potrebbe portare a scoperte straordinarie.
Anche l’oscuro concetto di “energia oscura” e “materia oscura” suscita molta curiosità. Si tratta di componenti misteriose dell’universo di cui ancora sappiamo poco, ma che sembrano avere un ruolo cruciale nella struttura cosmica.
In tutto questo dibattito scientifico, si apre una porta verso l’infinito, verso mondi sconosciuti e teorie che sfidano la nostra immaginazione. La fisica delle particelle e le teorie sul Multiverso aprono scenari incredibili, invitandoci a esplorare l’ignoto e a interrogarci sul nostro posto nell’universo.
Questa è solo una breve introduzione a un mondo affascinante e complesso, che ti invito a esplorare con curiosità e mente aperta. La ricerca scientifica ci sorprende sempre con nuove scoperte e teorie che ci spingono a guardare oltre i confini del nostro universo con un senso di meraviglia e stupore. Buon viaggio nell’affascinante mondo della fisica delle particelle e del Multiverso!