Per favore, non costruire un altro Large Hadron Collider.

Ecco un po’ di baseball all’interno della ricerca sulla fisica. La teoria dell’alta energia è stata un campo con grandi risultati nel corso del 20° secolo e il suo successo è stato spinto da una serie di geni della fisica che hanno ottenuto il sostegno e il finanziamento di una serie di sette decenni di collisioni di particelle. Questi collisori hanno frantumato la materia e hanno scoperto particella dopo particella che uscivano dalle esplosioni. I geni hanno costruito il Modello Standard per spiegare le particelle. Il Large Hadron Collider (LHC), situato in Svizzera, è stata la pietra miliare della loro epoca, trovando l’ultima particella necessaria, il bosone di Higgs, per completare il modello.

Oggi, quei geni sono quasi tutti scomparsi ei loro successori sono impantanati in varie forme di supersimmetria matematica. Hai sentito parlare di alcune delle sue idee: teoria delle stringhe, teoria M, brane D e così via. È tutto divertente da leggere. Ma il problema è che non è così spiegare qualsiasi cosa. La teoria delle alte energie è diventata altamente accademica e matematica. Einstein ha postulato lo spaziotempo quadridimensionale perché aveva bisogno di quattro dimensioni per dare un senso al mondo come lo vediamo. La teoria delle stringhe richiede 11 dimensioni — o forse 10, o 12, o 26. Forse alcuni sono chttps://news.google.com/https://news.google.com/https://news.google.com/https://news.google.com/urled up. Come mai? Perché le cose belle accadono nella matematica astratta, a quanto pare.

Iscriviti per ricevere storie controintuitive, sorprendenti e di grande impatto nella tua casella di posta ogni giovedì

La supersimmetria non è una teoria rigida ed efficiente, saldata insieme per spiegare le osservazioni. È un pasticcio contorto di modelli matematici che potrebbero potenzialmente spiegare qualsiasi cosa, o niente. Sabine Hossenfelder, fisica teorica che ha lavorato nel campo, offre un’eccellente rassegna della situazione. Lei non tira pugni. Un gigantesco collisore di particelle non può veramente testare la supersimmetria, che può evolversi per adattarsi a quasi tutto.

Questo ci porta all’LHC e al suo ipotetico successore, chiamalo LHC++. L’LHC ha trovato l’Higgs. Tuttavia, non ha nulla da dire sulla supersimmetria o sulla teoria delle stringhe. Sabine sottolinea che nessun risultato LHC potrebbe mai escludere supersimmetria. Quel che è peggio, neanche LHC++ potrebbe escluderlo. L’unica speranza per un nuovo enorme collisore sarebbe quello di imbattersi in una particella nuova e inaspettata.

(Credito: vchalup / Adobe Stock)

Non è un’idea terribile, nel vuoto. La scienza a volte progredisce quando gli scienziati si imbattono in alcuni fenomeni completamente nuovi e inaspettati. Ethan Siegel fa il caso per la costruzione di LHC++ per questo motivo. Crede che gli argomenti contro di essa siano falsi o fatti in malafede. Tuttavia, su questo ha torto. Il senso economico e quello scientifico sostengono un approccio diverso.

Un LHC++ significativamente più potente costerà decine di miliardi di dollari. È del tutto possibile che il prezzo possa aumentare 100 miliardi di dollari. Spendere così tanti soldi per una macchina per scattare foto al buio è un errore. Quando non hai molto da fare e risorse limitate, è meglio puntare ai problemi che a te sapere sono là fuori. Quelli le cose ti porteranno a nuove scoperte. Il successo rivoluzionario della fisica del 20° secolo è iniziato proprio in questo modo.

Molti scienziati di spicco della fine del 1800 ipotizzarono che lo fosse la fisica quasi finito. Sono rimasti solo pochi misteri. Due di questi misteri conosciuti erano la natura della radiazione del corpo nero e la velocità costante della luce. Entrambi i fenomeni sono stati studiati e misurati, ma non possono essere spiegati. Einstein e altri si sono concentrati sulla ricerca di soluzioni a questi problemi in sospeso. Le risposte portano direttamente allo sviluppo della meccanica quantistica e della relatività: due delle teorie cardine della fisica moderna.

Ci sono molti problemi noti in fisica in questo momento. $ 100 miliardi potrebbero finanziare (letteralmente) 100.000 esperimenti di fisica più piccoli. Potrebbero non esserci abbastanza laboratori di fisica sulla Terra per eseguire così tanti esperimenti! Ethan sottolinea che spingiamo frontiere come le temperature di trilionesimi di grado in nuovi esperimenti. Questa è una grande ricerca: può essere svolta da una manciata di ricercatori, utilizzando solo una piccola parte dei finanziamenti liberati dalla mancata costruzione di LHC++. Alcuni dei 100.000 esperimenti potrebbero cerca la fisica possibile oltre il Modello Standard in modi intelligenti che non richiedono il PIL annuale di una piccola nazione.

Al contrario, quei 100 miliardi di dollari potrebbero essere messi insieme e spesi in un progetto gigantesco per risolvere un noto problema del mondo reale. Forse dovremmo inviare i soldi e il relativo talento tecnico per risolvere l’energia da fusione. ITER, la macchina per la fusione più promettente al mondo, è un esperimento colossale (e fuori budget). Eppure, $ 100 miliardi potrebbero finanziare da uno a cinque altri ITER. Oppure, potrebbe alimentare centinaia di sforzi alternativi per creare energia di fusione pratica.

Il denaro e le capacità intellettuali che andrebbero in un LHC più grande potrebbero essere utilizzati molto meglio per inseguire uno, pochi o molti problemi scientifici e pratici noti nel mondo. Lungo la strada, sicuramente si presenterebbe una fisica nuova e sconosciuta, come accade sempre quando si affrontano problemi precedentemente irrisolvibili. L’unico buon argomento per l’LHC++ potrebbe essere l’occupazione per le persone intelligenti. E per i teorici delle stringhe. Semplicemente non torna.

Leave a Reply

Your email address will not be published.