LHC - ALICE

L’esperimento “Alice” , programmato nell’ambito delle attività del Large Hadron Collider, prevede la collisione fra nuclei di atomi pesanti (Piombo) per rilevare un plasma di quark e gluoni. Nell’accezione comune del termine un plasma è uno stato della materia, elettricamente neutro nel suo complesso, costituito da elettroni e ioni, ma in questo caso la carica complessiva sarebbe quella fornita dalle cariche frazionarie, positive e negative, dei quark. La maniera di manifestarsi di tale plasma dovrebbe essere uno spettro di emissione continuo.
Nel modello atomico di Shroedinger la carica elettrica negativa dell’elettrone è dispersa in una “nuvola” di probabilità attorno al nucleo, in accordo con la doppia natura corpuscolare-ondulatoria dell’elettrone. Sarebbe allora lecito supporre che anche la carica elettrica positiva possa essere trasportata da un’onda, soprattutto in un plasma. Non ci sarebbe, allora, una netta linea di demarcazione fra due quark, fra un quark e un gluone, fra un protone e un elettrone. Un quark sarebbe costituito da onde ad altissima frequenza e confinato da uno spazio oscillante a frequenze ancora superiori. Si ipotizzi uno spazio costituito da onde trasversali sinusoidali con uguali ampiezza e frequenza, simmetricamente polarizzate che si propagano con velocità uguali e opposte. Tali onde potrebbero essere assimilate ai campi elettrico e magnetico di una radiazione, ma la spinta sarebbe equivalente a quella che si propaga su una corda. D’altronde le onde elettromagnetiche trasportano quantità di moto e momento angolare. Tali onde genererebbero per interferenza onde stazionarie, senza propagazione di energia, ma soltanto presenza di energia potenziale tanto piu’ elevata quanto maggiore fosse la frequenza.
Quando una massa dovesse rompere questa simmetria dello spazio oscillante alcuni treni d’onda comincerebbero a propagarsi creando una pressione sulla superficie della massa stessa. Per ovvie ragioni due masse sarebbero spinte l’una verso l’altra. Questa potrebbe essere una possibile spiegazione dell’effetto Casimir e dell’energia “di punto zero”. La struttura “fine” della materia sarebbe uno spazio caratterizzato da un’energia “specifica” espressa in Joule/m^3 (che non per caso sono le dimensioni anche di una pressione espressa in Pascal), proporzionale alla frequenza delle oscillazioni. In questo tipo di spazio un quark sarebbe inevitabilmente compresso e due quark fortemente compressi l’uno contro l’altro, dando ragione delle interazioni nucleari “forti” previste dal modello standard. Per non collassare il quark deve opporre una sufficiente quantità di energia cinetica fornita dalle oscillazioni interne.
La rottura dei componenti del nucleo atomico porebbe rompere anche questi equilibri per cui da un lato si avrebbe il rilascio dell’energia interna dei quark non piu’ confinata, come avviene per il rilascio di una molla compressa e dall’altro si avrebbe un flusso di onde di energia diretto verso lo spazio lasciato libero dai quark, con la possibile creazione di mini buchi neri che, rapidamente, evaporerebbero (emetterebbero, cioe’, la cosiddetta radiazione di Hawking , in quanto accumulerebbero molta energia in un volume ristretto e dovrebbero rilasciarne una parte per ristabilire l’equilibrio con lo spazio circostante.
Anche nel modello standard avremmo, cosi’, un reale continuo fisico come quello inizialmente pensato da Einstein per la sua teoria gravitazionale. Il campo di Higgs sarebbe equivalente al campo gravitazionale, ma senza bosoni, bensì con un solo tipo di materia oscillante a frequenze differenti, in accordo con il principio di indeterminazione di Heisemberg che impedisce di stabilire con precisione la posizione e la quantità di moto di una particella elementare. Non esisterebbe, quindi, alcuna singolarità, ma solo un normale spazio elastico tridimensionale in grado di espandersi o contrarsi a seconda delle necessità.

Nel 1936 il fisico Carl D. Anderson, alle prese con i raggi cosmici in cerca di tutt'altro, scoprì per caso il muone e subito dopo esclamò: "e questo qui, chi l'ha ordinato?" Quando i livelli di energia raggiunti in LHC saranno sufficientemente elevati le particelle rivelate dagli impatti saranno sempre piu' numerose e i fisici avranno sempre piu' difficoltà a trovare nuovi nomi da attribuirgli e sicuramente a qualcuno di loro sfuggirà un " e questi qui chi li ha ordinati ?". Alla fine, le particelle potrebbero non essere piu' distinguibili dal plasma di energia in cui fossero immerse (oppure non ci saranno abbastanza nomi astrusi da inventare).

Marius ed io pensiamo, invece, che Alice fornirà indizi utili a definire la reale struttura fine dello spazio fisico che un tempo era chiamato etere.

Stefano Gusman