Il giallo dietro al Nobel

Nell'anno della partenza di LHC e sfortunamente anche del suo prematuro stop, il premio Nobel per la fisica e' stato consegnato a tre illustri esponenti della fisica delle particelle Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa, tutti e tre almeno di origine giapponesi. Le loro pagine su Wikipedia sono abbastanza scarne, ma d'ora in avanti avrete modo di sentirne parlare parecchio.

Sicuramente avrete sentito parlare al TG di questi premi Nobel con un accento negativo, soprattutto da parte dei fisici italiani, perche' si sono sentiti defraudati. E adesso cerco di spiegarvi il perche'.

Se provate a menzionare ad uno studente di fisica il nome Kobayashi, questo con una probabilita' non nulla vi rispondera' che si tratta di uno dei personaggi chiave di quel pilastro del thriller che e' I soliti sospetti. Se pero' a Kobayashi aggiungete anche il nome Maskawa, allora di sicuro, il giovane aspirante fisico vi rispondera': Ah CKM, i tre della matrice! Si avete capito bene, i tre della matrice e il terzo non e' sicuramente Nambu, piuttosto l'italianissimo Cabibbo (CKM e' la sigla appunto dei tre nomi Cabibbo, Kobayashi, Maskawa in rigorso ordine alfabetico).

Cabibbo, con la C in modo da non confonderlo con il piu' famoso pupazzone rosso di Striscia la Notizia, e' un fisico italiano, attualmente professore ordinario presso l'universita' della Sapienza a Roma, e il suo nome e' indissolubilmente legato a quello dei due colleghi giapponesi. Forse tanto indissolubile questo legamo non lo era, visto che il premio Nobel e' stato consegnato solo a due dei tre escludendo, qualcuno direbbe come al solito, il fisico Italiano.

Tralasciando la vena polemica, veniamo ai fatti. Perche' questi due, avremmo preferito tre, hanno vinto il premio Nobel? E' una spiegazione non facile, perche' il motivo sta nella natura strettamente quantistica dei quark e quindi risulta quasi impossibile spiegarlo con un'analogia con la fisica classica, prendendo come esempio oggetti di uso comune nella vita quotidiana, ma noi dell'unico-lab ci proveremo lo stesso!

Il loro contributo e' stato fortissimo nella fisica dei quark, ovvero quelle sei particelle "arancioni" in alto a destra nello schema riassuntivo del modello standard qui riportato. Queste sei particelle sono divise in tre famiglie e nel disegno appaiono ordinate in base alla loro massa: la prima famiglia e' piu' leggera della seconda e la seconda della terza. Come forse sapete i quark i nnatura non sono mai stati trovati allo stato libero, ovvero non e' possibile trovare un quark che se ne sta bel bello da solo a spasso per l'universo. Tutti i quark vivono in stati legati, ovvero due o piu' quark si mettono insieme per formare una particella composta. I protoni, per esempio, sono formati da due quark Up e da uno Down.

La grande scoperta di Cabibbo, e questa e' tutta e solo sua, e' che quando i quark si mettono insieme per formare una particella composta perdono un po' la loro natura, ovvero un quark Up non sara' proprio tutto Up, ma sara' una miscela di Up e Down. Questa miscela, che i fisici chiamano autostato di interazione per distinguerlo dall'autostato di massa quando il quark e' tutto lui, e' la firma della natura quantistica; solo con la meccanica quantistica questo fenomeno puo' essere spiegato. Cabibbo ha scoperto che le prime due famiglie si mischiano e per esprimere questo miscelamento ha utilizzato il concetto di rotazione di un certo angolo che appunto prende il nome di Angolo di Cabibbo.

Poi e' arrivato il contributo di KM (cioe' degli altri due), che hanno semplicemente generalizzato il concetto di angolo di Cabibbo estendendolo anche alla terza famiglia. Cosi' ora non parliamo piu' di angolo di rotazione, ma di matrice di rotazione, la matrice CKM, appunto.

Detto questo, lascio a voi giudicare, se si stato giusto o meno non assegnare un pezzettino di Nobel anche al nostro Cabibbo.