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Subito dopo l'inizio, arriva l'inevitabile rottura a cui può seguire la Fine. Succede nei campi di Higgs e tra di noi. La seconda puntata del Dizionario Scientifico a cura di Andrea Cristallini.

Che l’inizio degli inizi abbia un’importanza regale è fuori dubbio. Rappresenta la corona del nostro mondo concettuale e senza inizio dove si va? Ma, diciamolo subito, un inizio senza seguito è altrettanto insignificante. Anzi, mentre l’inizio è convulsivo, dirompente, e lascia poco spazio all’immaginazione, sono proprio gli istanti successivi a determinare il futuro carattere della realtà in formazione. Si parla di universo bambino.

Quella dell’universo è un’infanzia estremamente precoce. Dopo un centimiliardesimo di yoctosecondo la sua crescita drammatica, l’epoca inflazionistica, si è già conclusa, portando al trionfo della materia sull’antimateria. Subito dopo, le quattro forze fondamentali – gravità, nucleare forte, elettromagnetica ed elettrodebole – da unite che erano, si separano completamente. A un secondo netto dal Big Bang, i quark hanno cominciato già a interagire. Questo significa, sopra ogni altra cosa, che alcune particelle hanno acquisito una massa.

Sembra scontato, ma la massa non è un diritto inalienabile della materia. Sopra una certa temperatura, molto più calda di qualunque metropoli battuta dal sole di qualunque pianeta immaginabile, la realtà è talmente in agitazione da muoversi tutta alla velocità della luce, è pura energia inarrestabile. Poi, proprio come in città, quando la temperatura scende sotto soglie tollerabili si ricomincia a discutere.

Dobbiamo tutto alla rottura: la stessa massa è frutto della rottura di simmetria, giusto per ricordarci che niente nell'Universo è esattamente perfetto e indistruttibile.

La massa è il frutto di questa discussione, o meglio, mediazione, che va sotto il nome di rottura di simmetria. Rottura spontanea, per dirla tutta, che trae la sua forza e conferma dalla scoperta del bosone di Higgs. Se oggi possiamo pesarci, misurare, toccarci, abbracciare, spingere, colpire, lo dobbiamo a una rottura. Rottura dell’apparente perfezione simmetrica ideale dell’universo.

Di rotture si parlerà quindi, parola per parola, per rompere tutto fino a spaccare l’atomo, i nuclei, i quark, i gluoni, fino a rompersi le balle e fino al rompersi delle bolle, o dei vasi, sanguigni o meno. E dalla rottura dei rapporti, anche dei migliori, raccoglieremo qualche frammento per capire, a palle ferme, che cosa resta, e di chi sono i cocci.

Mano a mano che l’universo supera l’infanzia e le polveri galattiche condensano i pianeti si formano e tranquillizzano in sfere, il carbonio comincia la sua lentissima strada verso l’organico, i dinosauri nascono e si estinguono per lasciare spazio ai mammiferi, fino a che l’uomo si proclama signore del globo terracqueo e ama e guerreggia: rendersi conto che questa lentissima organizzazione, la bellezza commovente del creato, ha avuto origine da una rottura, ci aiuta a capire quanto alle volte un trauma sia tutt’altro che deprecabile.

Le prime rotture sono spesso quelle importanti. Da bambini succede di tutto, è sempre “la prima volta”, ci si sorprende a piangere per un film e non se ne capisce il motivo. Proprio come nei film, ripercorrere il passato serve a sottrarre dalla narrazione le parti oziose del vivere, così possiamo vedere il bambino crescere in fretta. A volte troppo in fretta, ma è una consapevolezza tarda, quando la vitalità staminale degli inizi viene meno e si entra nell’età della ragione, così come l’universo entra nell’età della materia massiva. Fine dell’inflazione, fine dei giochi.

Un primo piano del bosone di Higgs.

È proprio un gioco l’approccio migliore per capire le rotture di simmetria. C’è una trottola, il bambino la lancia con mano esperta e la osserva girare, mentre la rotazione sconfigge la forza di gravità. C’è un equilibrio, una simmetria rispetto all’asse centrale. Finché c’è spinta sta su, a tratti sembra immobile… poi rallenta, oscilla, e dopo una serie di scatti e urti torna immobile. La diminuzione di velocità analoga alla diminuzione di temperatura dell’universo in espansione: in un caso prende il sopravvento l’attrito, che fa cadere la trottola in modo imprevedibile, nell’altro caso è il campo di Higgs.

Il campo di Higgs si può pensare simile a un liquido viscoso che rallenta e intrappola nelle maglie dello spazio-tempo le particelle, che se lasciate libere sarebbero pura luce. La massa dei costituenti della materia dipende dall’intensità del coinvolgimento con il campo di Higgs, da quanto si sporcano le mani nella melassa. È un’educazione naturale all’universo. Così il bambino colto con le mani nella marmellata viene educato, sottratto al senso di onnipotenza e limitato, socializzato, messo in interazione. Se possibile, con un nuovissimo impulso a trasgredire.

Da una trasgressione nasce appunto l’esigenza della massa. I mediatori W e Z della forza elettrodebole, per esempio, non potrebbero esistere altrimenti. Il bosone di Higgs è il grande livellatore, la pietra d’angolo, il sancta sanctorum del Modello Standard che permette alla teoria di restare in piedi, la zeppa metafisica che necessita di un acceleratore da centinaia di miliardi di elettronvolt per diventare fisica. Se vogliamo trarne una lezione, alle volte ciò che causa rotture risolve anche molte contraddizioni.

A rompersi, negli accoppiamenti amorosi, è spesso la tanto cara simmetria del tu ed io. Dopo il trauma ci si domanda: cosa resta di quei giorni? La risposta intuitiva è: nulla. Ma l’intuito, ormai è chiaro, non sempre è utile. Alle volte sono necessari un po’ di studio e tanta fiducia nel modello. Il nulla, per esempio. Uno crede che lo spazio vuoto sia vuoto, no? Eppure i calcoli ci dicono che non è così. La configurazione di energia minima di un sistema, il cosiddetto vuoto quantistico, può rompere la simmetria ed essere diversa da zero. È il vuoto degenere, un fondo di energia che ci impedisce di toccare il fondo, un residuo inestinguibile di forza, un istinto. Qualcosa rimane sempre.

Il bosone di Higgs, da solo, salva tutta la teoria. Se vogliamo trarne una lezione, alle volte ciò che causa rotture risolve anche molte contraddizioni.

Siamo abituati a pensare al nostro corpo come a un sistema simmetrico. Questo è abbastanza vero superficialmente, diciamo a un primo sguardo, a meno di vistose imperfezioni – perché poi imperfezioni? Ma è solo l’occhio dell’innamorato che scopre anche nel volto più perfetto – perché poi perfetto? – minime differenze, quei dettagli che diventano una scusa per amare di più, o meno. Sotto la superficie però, se squarciamo il velo della pelle, non possiamo che ammettere la totale asimmetria degli organi, immersi nel caos sanguinolento delle arterie. Tendiamo a dimenticarlo, perché ci spaventa l’idea di rompere un corpo.

La scienza usa le simmetrie per accostare fenomeni apparentemente distanti ed esplorarne le differenze. È una vera lente d’ingrandimento. Ma dove non c’è rottura, allora c’è esclusione. Nella simmetria pura dei quark, per esempio, in cui si parla di vero e proprio confinamento, quasi a volerli relegare per irritazione nella buia cella dei nucleoni, dove il loro colore resta indistinguibile. Così noi esseri peccaminosi ci sentiamo annullati da tutto ciò che si mostra come impeccabile.

Per fortuna è pieno di rotture, a tutti i livelli. Anche perché, ricordiamolo, spinta oltre un certo limite la simmetria diventa uniformità, appiattimento, un tedio mortale.

L’amore per la simmetria nasce da un bisogno di semplicità e ordine, il godimento di una percezione semplificata. La simmetria piace, è bella, classica, in senso estetico. Eppure è statica. È estetica e statica, quindi, ma non è estatica. Non dà l’estasi. L’estasi, invece, presuppone una rottura, attraverso cui uscire da sé. Uscita che richiede a sua volta l’accettazione di un compromesso: non c’è estensione senza rinuncia. È l’idea di sacrificio, che secondo la psicologia positiva ha due accezioni: sacrificio propositivo, quando nasce da un intento di miglioramento; e sacrificio evitante, le cui ragioni sono attaccate al senso di colpa (se non faccio questo verrò sgridato). Quando si rompe la simmetria di intenti e bisogni, il sacrificio propositivo slitta verso l’evitante. Scivola, senza scosse, nessuno se ne accorge, per un po’. Poi d’improvviso tutto crolla.

A un secondo dal Big Bang, i quark hanno già cominciato già a interagire.

Se si sta insieme, la simmetria è chiara. Io con te, tu con me. Ma quando si rompe, chi è a farlo per primo? Se uno rompe, in effetti, significa che l’altro ha cambiato qualcosa. Oppure non ha proprio cambiato niente, mai. E la sua monotonia non può che sottendere un non detto.

A quel punto bisogna scavare indietro, per capire se l’apparente simmetria sbandierata fino a quel momento fosse reale o solo approssimativa. La rottura di una simmetria approssimativa, in fisica, si chiama rottura esplicita. E anche nel rapporto, prima o poi, viene esplicitata. Si entra nell’epoca delle accuse, l’era delle domande imbarazzanti, e l’archeologia del rapporto può portare a un terribile ritrovamento: il seme della rottura era implicito fin dall’inizio, connaturato ad esso. La fisica, fedele mediatrice del nostro spazio-tempo esistenziale, usa il termine “simmetria nascosta”. Una bomba a orologeria, una serpe in seno.

Dall’apparente perfezione abbiamo allora come risultato uno scarto, un’irriducibile incoerenza. La massa e l’universo reale così come lo conosciamo nascono come scarto della perfezione incandescente plasmica degli inizi. Lo scarto termodinamico è il calore. Nella termodinamica dei sentimenti, lo scarto è la rabbia. Tutto quello che resta inespresso. La volontà di giocare, di ripetere, di confrontarsi, di riparare. Una potenza latente che si piega su se stessa ma non si domina.

Rompere, si dice, è una prima esigenza metafisica. Nelle mani del bambino curioso, il giocattolo viene aperto e sezionato. La bambola squartata, la macchinina privata delle ruote. Se ne cerca l’anima, e per farlo bisogna assumersi il rischio, o abbandonarsi al piacere, di smontarlo.

Gli adulti continuano a smontare e rimontare, il chirurgo apre e ricuce, il programmatore decritta il codice, o lo rompe, il meccanico porta all’apoteosi il mestiere dell’infanzia. Anche se a volte, come nelle vignette, a riparazione avvenuta qualche vite rimane fuori e non si sa più dove infilarla. L’auto si accende, ma qualcosa vibra, e quella vibrazione ha il suono sordo di una minaccia. Gli amori si rompono, si ricuciono, ma nulla è più come prima.

Come si fa a elaborare quando non riusciamo neanche a buttare un giocattolo che si rompe? Se facciamo del termometro rotto un gioco e del gioco rotto un feticcio?

C’è un joujou che più degli altri si presta ad essere rotto infinite volte senza mai rompersi, e a conservare tutta la sua simmetria senza essere più lo stesso. Nel kaleidoscopio, le immagini si infrangono e si ricompongono sugli specchi, sempre diverse e sempre ordinate. Negli specchi infranti della memoria, ricomponiamo i fatti in modi nuovi, troviamo collegamenti inediti, ricordi d’improvviso fondamentali. È un lavoro di montaggio, un vero rompicapo.

Scoprire che la verità è un ente a infinite dimensioni, semplice ma mutevole come un kaleidoscopio, aiuta a capire gli altri e le loro scelte. Ma quando a rompersi è qualcosa in noi, come capire senza possibilità di raggi X dove sia avvenuta la frattura e perché? Forse non era un fuoco, ma solo un gioco?

Ci sono strumenti degli adulti che quando si rompono diventano meravigliosi giochi, come i termometri a mercurio le cui gocce metalliche sono motivo di ammirazione per il bambino febbricitante. Ci sono giochi infantili che, invece, ci accompagnano anche nella vita adulta. Il più impegnativo e crudele, lo dico senza ironia, è il gioco dell’attaccamento.

Mettere in gioco le dinamiche che ci hanno reso come siamo, rompere con le abitudini, è forse il traguardo più alto che un essere umano possa raggiungere, oltre a mettere piede sulla Luna, vincere un Nobel per la medicina o scrivere un romanzo indimenticabile. Ma è un gioco pericoloso, a tratti assurdo come quel gioco sacro di Maya e Aztechi, al cui vincitore veniva strappato il cuore per offrirlo agli dèi.

Rompere con il passato significa accettare di non essere più gli stessi, quindi accettare la morte del vecchio sé ed elaborarne il lutto, senza certezze sull’avvenire. E come si fa a elaborare quando non riusciamo neanche a buttare un giocattolo che si rompe? Se facciamo del termometro rotto un gioco e del gioco rotto un feticcio?

A differenza del corpo, la mente ama le proprie malattie, le proprie imperfezioni, e tende a ripeterle, a formare simmetrie temporali, per rivivere i traumi infantili dall’altra parte dello specchio, questa volta padrone delle sue azioni. La stessa idea della coazione a ripetere, in Freud, viene proposta tramite il racconto di un bambino che gioca a tirare un rocchetto e recuperarlo. È il gioco del controllo, un gioco a perdere.

Per concludere non lontano dal selciato della fisica quantistica, è ormai noto al mondo che ogni osservatore non può astrarsi dall’osservazione effettuata. La bellezza dell’occhio di chi guarda irrompe nella misura, perturba il sistema e ne diventa parte integrante. Quella della rottura è insomma una necessità di conoscenza, per qualcuno talmente importante da rischiare tutto, da rischiare di sentire male, oppure di farne. Il gioco, tutto sommato, ha sempre un fondamento di malizia.

La rottura per il sapere è una vecchia frequentazione dell’Occidente. I tragici greci usavano la formula To Pathei Mathos, “conoscenza attraverso il dolore”, passaggio obbligato verso la saggezza. Ma anche in altre tradizioni la rottura svolge un ruolo non banale nell’impalcatura della realtà. Nella kabbalah ebraica è famoso il racconto della Rottura dei Vasi: lo spiega anche Umberto Eco ne Il Pendolo di Foucault, quando compara l’albero sefirotico a un’automobile. Albero motore, motore immobile omnia movens che trasmette l’impulso creatore alle Ruote Sublimi, Intelligenza e Sapienza, e da lì alla Grazia della frizione, giù per il Mutamento del cambio, al giunto cardanico, alle ruote posteriori… Pistone, scoppio, espansione… Big Bang! Ma se nella miscela si infilano impurità, ecco che il sistema vacilla, l’architetto dell’universo tossisce e in questa crisi della giustizia si generano le potenze demoniache, nelle scintille più dure e più nere, precipitate in basso, e mescolate ai cocci, o gusci dei vasi spezzati. In ebraico: le Qelippoth.

Questi vasi sono le sefirah, le dieci emanazioni che compongono l’albero sefirotico nell’atto della creazione, cui Jevé impone il suo soffio. Mentre le prime tre, più vicine al divino e legate tradizionalmente all’intelletto, reggono la pressione, le altre sette mal sopportano l’impatto e si rompono, la luce si espande convulsamente dando origine al caos primordiale. Sono le sefirah delle emozioni.

Vasi, oggetti simmetrici creati ruotando un grumo d’argilla su un asse centrale, il cui significato mistico di contenitore per l’anima dannata non viene forse colto fino in fondo, tra i baci e le lacrime, in Ghost. A rompersi, nel film, furono i vasi sanguigni, prima per arma da fuoco, quindi per frammenti di vetro. Strano come un materiale così fragile possa diventare uno strumento di morte.

Altrettanto fragili e fatali, così ingannevolmente trasparenti, sono le bolle. Bolle di sapone, perfette e impalpabili, sempre sul punto di rompersi. A tenere insieme la loro delicata struttura, sembrano parole da psicologi, è una forza chiamata tensione superficiale. La bolla cangiante si gonfia sotto il soffio di un’economia di coppia falsata. Non importa che sia trasparente: non si vuole guardare. Quando la tensione diventa troppo grande e la superficie si assottiglia, la geometria fa puf! Bolla di internet, bolla dei mercati, si vive in queste bolle consapevoli e come spinti da una folle mania di procedere. In attesa del Cigno Nero, la catastrofe. Così è la vita.

Rompere è difficile. Rompere il guscio e offrirsi al mondo è forse l’impresa più ardua dell’esistenza. Tutto quel che viene dopo è una pallida ripetizione di questo sforzo iniziale. Potrei essere rinchiuso in un guscio di noce, dice Amleto, e ancora reputarmi il Re di uno spazio infinito (non fosse che faccio brutti sogni). Anche i suoi vasi erano delicati, e non tutti hanno retto alla potenza del pensiero.

Pazzo come Amleto, chiuso nel guscio di noce del proprio laboratorio, lo scienziato sperimenta l’onnipotenza del modello ideale. Ma non c’è sogno peggiore di quello dell’illuso. A contatto con la realtà la sua perfezione autistica si rompe. Lo scienziato prova un senso di vuoto e di abbandono. Nessuno lo capisce. Durante questi spaventosi momenti, si getterebbe su qualunque teoria che abbia un’aria di promessa. O forse gli basta fuggire da quella vecchia, diventata un ostacolo alla sua realizzazione. Il suo fantasticare si è tramutato in trappola.

Si lascia perdere sempre troppo presto e troppo tardi, è colpa dell’indeterminazione quantistica. Magari tra qualche anno un nuovo amante della teoria dimostrerà che sì, era la strada giusta. Altre volte è la smentita ad arrivare, proprio quando si sta per mettere le mani su qualcosa di grosso. E lì emerge il carattere distintivo, folle, di rottura, dell’animo umano. So che è sbagliato, ma lo faccio lo stesso.

Ecco perché si costruiscono teorie delle stringhe a ventisei dimensioni verso destra e otto verso sinistra. Macchine di Rube Goldberg. Qual è il momento giusto per dire basta? Peter Higgs ha dovuto aspettare sessant’anni prima di sentirsi dire che ci aveva visto giusto. La sua vittoria ha decretato la fine di almeno altre cinque teorie alternative, con il loro seguito di dipartimenti, dottorandi e disperazione. Uno vorrebbe il sistema perfetto, è più comodo, l’amore a prima vista e tale fino all’ultimo giorno. Ma la pigrizia e la scienza sono stati fatti agli antipodi dell’ecosistema cerebrale. E spesso le ragioni del malfunzionamento sfuggono, come la rotella avanzata alla fine della riparazione.

Non accettare la possibilità dell'errore e della smentita: è anche per questo che si costruiscono teorie delle stringhe a ventisei dimensioni verso destra e otto verso sinistra.

Perché, ci si chiede, sistemi apparentemente perfetti alle volte si rompono, mentre sistemi imperfetti resistono a lungo? È molto triste, e uno dei pochi conforti è nella letteratura. Quel che si dice, davanti alla stranezza stilistica di Moby Dick, è che la sua virtù, nascosta nell’imperfezione, è il suo essere sgangherabile. È proprio la sua debolezza a diventare una forza, perché offre il fianco alla spada fiammante dell’interpretazione. La si può leggere e rileggere, e ogni volta mostrerà nuovi riflessi e scintillii, come il dorso della balena – e come il kaleidoscopio.

L’ossessione per il bianco, che riempie i monologhi di Achab, è esattamente questo. Il capitano, morto vivente, continua a non morire finché non ha trovato ciò che, fin dall’inizio, lo deve uccidere, rompendo così l’incantesimo. È un’ossessione amorosa che fa dire a un innamorato del Seicento: “So cosa costerà al mio cuore vederti, ma chi cerca la morte deve trovare chi uccide”. Quando non ce l’hai lo insegui e sei dannato. Ma quando lo trovi, è allora che finisce davvero tutto.

Dostoevskij direbbe che forse l’uomo ama la distruzione e il caos perché istintivamente teme di raggiungere lo scopo e di completare l’edificio che sta costruendo. Che forse quell’edificio gli piace solo da lontano, ma non da vicino, forse gli piace solo crearlo, ma non abitarci, e preferisce lasciarlo aux animaux domestiques. Dostoevskij ci ripete fino allo sfinimento che il due più due uguale quattro non è già più la vita, ma l’inizio della morte.

Parliamo di costruzioni allora. Del nido amoroso che una volta abitato diventa un arredarsi l’inferno. No, basta, rompiamo con le emozioni, meglio la scienza dura. Parliamo di ponti. Perché i ponti crollano? Loro sì, strutture perfette, solide, elastiche… elastiche, ahimé.

I ponti metallici sono enormi diapason. Vibrano tanto, ma tanto, da essere schematizzati sulla carta come oscillatori. Quando sono fatti di più parti, si parla di oscillatori accoppiati. Gli oscillatori accoppiati, come due molle agganciate una all’altra, come due amanti che si tengono per mano, possono bilanciarsi reciprocamente, oppure sollecitarsi in modo deleterio. Il moto degli oscillatori accoppiati è molto simile ai movimenti amorosi, tanto che in entrambi i casi si parla di armonia. Quando una piccola forza esterna viene applicata con costanza, può succedere che vada a sollecitare frequenze pericolose. Il ponte entra in una sorta di autoeccitamento, gli oscillatori vanno in risonanza, una risonanza irresistibile, un entusiasmo panico che porta alla distruzione di sé.

È ordinanza militare, quando si attraversa un ponte in marcia, fermarsi di tanto in tanto onde evitare sollecitazioni nefaste. Si rompono le righe per non rompere il ponte. Basta poco, ma non sempre si fa a tempo.

Il Tacoma Bridge è entrato in un loop fatale a causa del distacco periodico di vortici di von Kàrmàn, un fenomeno di instabilità aeroelastica detto anche flutter. I ponti flutterano, gli umani flirtano. I risultati non differiscono.

carico il video...
Loop fatale. Ops.

Una soluzione tipica sono gli smorzatori. Il Millenium Bridge di Londra, nel 2002, è stato zavorrato di 37 smorzatori viscosi e 45 smorzatori inerziali, per attenuare i picchi di risonanza. A volte gli ideali volano, si vuole il ponte perfetto, il congiungimento adamantino tra le anime, ma spesso le brutte parole sono più importanti di quelle belle. Smorzatori. Se nessuno smorza, segue per certo il crollo nervoso.

Per evitare il punto di rottura è necessario fare uno studio dei materiali. Di che stoffa siamo fatti? Carne, proteine, molecole. Cosa succede quando si rompe un atomo? C’è un’emanazione, spesso luminosa, che i fisici e i mistici chiamano radiazione. Come per le rotture chimiche, si libera energia, e parte di quell’energia non potrà essere mai più recuperata, andrà a scaldare il ventre freddo dell’universo, in attesa che anche il nostro calore corporeo faccia da coperta al nulla.

Rotture, rotture. Ma cosa vuol dire? Una cosa si rompe perché cede, allora l’errore è da ascrivere al costruttore, oppure perché la spacchi, nel qual caso tutti puntano il dito, pronti ad accusare. Ci sono rotture definitive come i ponti che crollano e rotture sane come il DNA, costantemente aperto copiato incollato. Ci sono punti di rottura che sono punti di non ritorno, come il bosone che fa la massa, ci sono punti rotti dalla cui crepa esce il pulcino. Non è per quello che bramiamo l’uovo? Che ci avventiamo con un bastone sull’albero della cuccagna, pronti a colpire? Per la sorpresa?

 

Bibliografia:

Eschilo, Agamennone
C. Baudelaire, Morale del giocattolo
F. Dostoevskij, Memorie dal sottosuolo
Umberto Eco, Il pendolo di Foucault
H. Weyl, La simmetria
G. Didi-Huberman, Storia dell’arte e anacronismo delle immagini
Nassim Nicholas Taleb, Il cigno nero

Andrea Cristallini
Editor di Motherboard, la redazione scientifica di VICE Italia. Un fisico teorico al servizio dell’universo pragmatico.

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