Quindici anni fa a BNL, e la porta dell'infinito

Leggo fantascienza da sempre. Il tarlo me lo ha passato mio padre, che, quando avevo dieci o undici anni, mi portò in biblioteca a prendere Lucky Starr il vagabondo dello spazio, un romanzo di quella serie che Isaac Asimov aveva scritto pensando ai ragazzini: da lì in poi non mi sono più fermato, divorando ovviamente prima tutto il Buon Dottore, per poi scoprire che c'era molto di più della fantascienza dell'epoca d'oro, e avventurandomi ben oltre.

La fantascienza è stata anche il primo genere letterario che ho letto in lingua originale. Nel giugno del 2001 passai due settimane dalle parti di New York, al Brookhaven National Laboratory, BNL, in occasione della mia prima “ATLAS Overview Week”, il raduno annuale dell'esperimento che si tiene fuori dal CERN. All’epoca avevo iniziato il dottorato da un anno, era la mia prima volta negli Stati Uniti, e il mio primo meeting generale di quella Collaborazione in cui avrei poi vissuto la maggior parte della mia carriera professionale. Ai tempi mi pareva di parlare un inglese decente, ma in realtà ero lontanissimo dall’essere fluente. Per due settimane ho ordinato da mangiare a tentoni alla mensa di BNL con risultati spesso azzardati, e le conversazioni con gli studenti americani che pernottavano come me nelle dormroom di BNL erano una fatica atroce.

Appena sbarcato negli Stati Uniti avevo trovato il tempo di prendere d’assalto la sezione Science Fiction di un Barnes & Nobles che avevo trovato lungo la strada tra JFK  e BNL. portandomi a casa tutti i romanzi di Greg Egan che avevo trovato: Diaspora, Distress, Quarantine, la raccolta di storie brevi Axiomatic (Egan è un personaggio e uno scrittore particolare, che meriterebbe un articolo a se, ma proseguiamo...). Ne avrei divorato la maggior parte nella stanzetta della dorm di BNL, complici il jet-lag e una lunga domenica con poco da fare, con nessun mezzo di trasporto per portarmi fino a Ronkonkoma a prendere il treno per New York. Di quel week-end ricordo distintamente l'immersione totale nella fantascienza dura di Egan, perfetta per un aspirante scienziato, e che, letta in lingua originale in terra statunitense, mi sembrava persino migliore, più affilata, elegante; e il gusto orribile della Dr. Pepper’s, unica bibita rimasta nel distributore della zona comune delle dorm. Da allora non ho mai più letto nessun romanzo di fantascienza inglese se non in lingua originale, e non ho mai più assaggiato una Dr. Pepper’s. Penso che continuerò così.

Nel 2011 mi sono messo in testa di leggere tutti i romanzi di fantascienza che avessero vinto sia il premio Hugo che il premio Nebula. È un progetto che sta prendendo più tempo di quanto avessi previsto, soprattutto perché leggo molte altre cose, fantascienza inclusa, che deviano dalla lista un po’ arbitraria che mi sono scelto. Il che non vuol dire che non stia andando avanti: nel 2016 ho letto altri tre romanzi della lista, ma non ho trovato il tempo di recensirli. Devo modificare un po’ il formato delle recensioni, snellire le segnalazioni, anche perché, perlomeno questi ultimi tre erano veramente romanzi di qualità, che mi sento di consigliare a tutti, e sarebbe un peccato non parlarne.

Comincerò dunque da Gateway, in italiano La porta dell'infinito, un romanzo di Fredrich Pohl pubblicato nel 1977, vincitore ovviamente dei premi Hugo e Nebula, ma anche del Premio Campbelle e Locus, che ho letto all’inizio del 2016. Gateway è il nome di un asteroide che, da quello che gli uomini che lo hanno scoperto hanno capito, ha fatto funzione di base di partenza e arrivo per le astronavi di una misteriosa civiltà aliena, battezzata Heechee dagli scopritori e di cui si sa poco o niente. Gateway, crivellato de gallerie più o meno abitabili e riempito navette aliene e relative zone di lancio, sembra abbandonato, senza traccia alcuna degli utilizzatori originali. Intorno a Gateway si è costruita un’economia che ricorda un po’ la corsa all’oro. Nonostante l’incomprensibilità della maggior parte delle iscrizioni e dei meccanismi, gli scienziati umani sono infatti riusciti a far parzialmente funzionare alcune delle navette Heechee. “Parzialmente” nel senso che non è possibile controllarne la destinazione, e nella maggior parte dei casi le navette non rientrano alla base, o ritornano con l’equipaggio morto nei modi peggiori. Per i fortunati che riescono a sopravvivere al viaggio, però, a volte l’impresa regala una destinazione ricca, un luogo dove è possibile saccheggiare preziosi manufatti della civiltà aliena. Non c’è garanzia alcuna, però: decidere di partire è dunque una scommessa tra una remota possibilità di ricchezza e fama, e una fine orribile molto più probabile. Come sempre nella storia dell’uomo, sono spesso i più disperati a lanciarsi nell'impresa. Gateway è un romanzo deliberatamente angosciante, che sa trasmettere con maestria l’alterità e distanza incolmabile di una civiltà aliena, e la paura profondissima che accompagna chiunque scelga di scommettere la sua vita con l'uso delle navette Heechee.

Gateway ha come protagonista proprio uno di questi disperati che hanno trovato un modo per convivere con la paura, e hanno vinto la scommessa. Robinette Broadhead è in effetti tornato da più di un viaggio su una navetta Heechee, e dall'ultimo ha riportato indietro tecnologia che lo ha reso ricchissimo. Per tornare indietro, però, ha pagato un prezzo umano altissimo, di cui non voglio dire molto di più per non rovinare il finale a chi volesse leggere il libro. Basti sapere che l’evento finale è talmente sconvolgente che il protagonista, in un presente ormai lontano da Gateway e immerso nella sua nuova vita agiata, è in terapia da uno psicanalista robotico, le cui sedute si alternano al racconto della vicenda sull’asteroide.

Gateway è un esempio riuscitissimo dell’affresco di un mondo alieno, che a Pohl riesce persino meglio grazie all’espediente di costellare il testo di dettagli “a margine”. A intervallare il testo del romanzo appaiono volantini presi dalle bacheche di Gateway, listati di programmi di computer, rapporti di missione, stralci di notiziari della stazione spaziale: sono tutti elementi slegati dalla trama principale, ma che contribuiscono a fare di Gateway un luogo reale, e se possibile ancora più angosciante di quanto non fuoriesca dal racconto.

Ci sono aspetti del romanzo che ho trovato un po’ datati. L’uso delle droghe, per esempio, o l’insistenza su una certa promiscuità sessuale, mi sono sembrati un po’ troppo figli del tempo in cui il romanzo è stato scritto, e mi pare aggiungano poco allo dipinto della vita soffocante sull’asteroide alieno. Nonostante questo, globalmente mi pare che il romanzo sia invecchiato abbastanza bene.

Gateway è il primo romanzo di una saga che orbita intorno all’impero Heechee. Essendo l’unico che ho letto, non so dire se valga la pena approfondire con i seguiti. Per esperienza, so che a volte proprio il mistero e il non detto rendono più credibile le invenzioni della fantascienza. Gateway, però, vale certamente la pena.

Essendo Gateway un libro un po' vecchiotto (ha quarant'anni proprio quest'anno), non è semplicissimo da reperire. In Italia è stato pubblicato dall'Editrice Nord nella famosa serie Oro dei Classici della fantascienza, e lo si può trovare usato o in biblioteca. Altrimenti l'opzione di leggerlo in lingua originale resta sempre valida.

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I parametri del Modello Standard. Settima puntata: tre famiglie che si trasformano

Al termine della puntata precedente ci siamo lasciati dicendoci che, se le equazioni che governano il nostro mondo si comportassero in maniera perfettamente equivalente con la materia e l'antimateria, allora il nostro universo sarebbe riempito esclusivamente da radiazione. La materia e l'antimateria, idealmente presenti in quantità uguali al momento del Big Bang, avrebbero infatti finito per annichilirsi completamente. Sembra invece esserci una fondamentale asimmetria tra materia e antimateria, asimmetria responsabile di quel piccolo eccesso di materia sopravvissuto all’annichilazione, che è rimasto a formare tutto quello che ci circonda. Ci siamo dunque chiesti se i parametri del Modello Standard avessero qualcosa a che fare con questa fondamentale asimmetria, che è quello che cercheremo di capire in questa puntata. Per farlo, dobbiamo iniziare col parlare del decadimento beta.

Il decadimento beta è una delle forme più comuni di radioattività naturale. Gli scienziati l’hanno inizialmente osservato nella forma in cui il nucleo di un elemento con un numero atomico Z si trasforma nel nucleo di un altro elemento con numero atomico Z+1, con l’emissione in contemporanea di un elettrone e di un anti-neutrino. Agli occhi degli scienziati il fenomeno appariva come la trasmutazione quasi alchemica di un elemento, per esempio al mutarsi di un nucleo di cobalto-60 (con numero atomico 27) in uno di nichel-60 (con numero atomico 28), accompagnata dalla fuoriuscita di una particella energetica che avevano inizialmente battezzato “raggio beta”, ma che altro non era che un elettrone. La presenza dell’anti-neutrino che scappava insieme all’elettrone, invece, sarebbe stato ipotizzata proprio per far tornare i conti di energie e velocità in gioco.

Nel corso del decadimento beta un neutrone si trasforma in un protone. Per noi che conosciamo la struttura interna di queste particelle, è semplice rappresentare che cosa succede. Un quark down di uno dei neutroni del nucleo atomico iniziale si trasforma in un quark up, mutando il neutrone in protone, ed emettendo nel trasformarsi un bosone W (di carica elettrica negativa), che a sua volta si disintegra in un elettrone e in un anti-neutrino elettronico.

Il decadimento beta è in realtà un fenomeno universale che riguarda tutti i quark. Ogni quark con carica elettrica 2/3, quelli che stanno nella posizione “in basso” nella tavola del Modello Standard, può trasformarsi in un quark con carica elettrica -1/3, di quelli che stanno nella posizione “in alto”, emettendo un bosone W-. Il viceversa (la trasformazione di un quark che sta sulla riga in alto in uno che sta sulla riga in basso) è altrettanto concesso, questa volta con l’emissione di un bosone W+. Un quark down può dunque trasformarsi in un quark up come nel decadimento beta nucleare, è possibile che un quark charm si trasformi in un quark strange o in uno quark down, e così via.

Sebbene un quark charm possa trasformarsi in un quark strange o in un quark down emettendo un W+,  la prima reazione (c \to s W^+) avviene molto più frequentemente della seconda (c \to d W^+). La probabilità che un certo quark si trasformi in un altro è rappresentata nel Modello Standard da nove parametri, che popolano quella che i fisici chiamano la matrice di Kobayashi-Maskawa, o di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, se hanno studiato in Italia e sono proni a un certo campanilismo.

I parametri della matrice CKM sono nove perché devono tenere in conto tutte le possibilità che uno dei tre quark con carica 2/3 si trasformi in uno qualunque dei tre con carica -1/3, ma, per ragioni legate alla struttura dell’interazione debole che regola queste trasformazioni, è possibile dimostrate soltanto quattro di questi nove parametri possono essere indipendenti.

I parametri che popolano la matrice CKM possono essere dei numeri complessi. Se fossero semplicemente dei numeri reali, la conseguenza sarebbe che la probabilità di un quark di trasformarsi in un altro quark (per esempio, c \to s) sarebbe identica alla probabilità di trasformarsi degli antiquark corrispondenti (nel nostro caso, \bar{c} \to \bar{s}). Ma se i parametri della matrice CKM fossero tutti dei numeri reali, basterebbero tre soli parametri per descrivere completamente la matrice, e non invece quattro, come abbiamo scoperto poco fa. Il che significa che almeno uno dei quattro parametri che descrivono la matrice CKM è necessariamente un numero complesso, e che dunque l’interazione debole, che governa queste trasformazioni tra quark, agisce in modo diverso su particelle e anti-particelle. I fisici chiamano questo fatto violazione di CP (dove C sta per simmetria di “carica”, e P per simmetria di “parità”), che è dunque una caratteristica intrinseca del Modello Standard, instillata nei sui parametri.

La violazione di CP è necessaria per spiegare quell’asimmetria tra materia e antimateria che fa sì che esista un piccolo di eccesso di materia nell’universo in cui ci troviamo a vivere. Perché i parametri del Modello Standard generino una violazione di CP, è necessario dunque che la matrice CKM sia descritta da almeno quattro parametri, e che abbia quindi almeno nove elementi: devono allora esistere almeno tre famiglie di quark. Se esistesse soltanto la prima famiglia, come avevano ipotizzato nel corso della puntata precedente, la struttura del Modello Standard non avrebbe mai potuto generare quella violazione di CP che differenzia tra materia e antimateria, e che è necessaria perché nell’universo sopravviva un po’ di materia all’annichilazione. Un universo in cui esistesse soltanto la prima famiglia di fermioni potrebbe dunque esistere, come dicevamo, a patto che fosse stato creato con la stessa quantità di materia ordinaria che osserviamo oggi: non sarebbe potuto evolvere come tale dal suo inizio.

Non sappiamo però se la violazione di CP generata nel Modello Standard dalla matrice CKM sia sufficiente a spiegare l’asimmetria tra materia e antimateria che osserviamo nell’universo. Da quello che possiamo dedurre dalle misure fatte fino ad oggi, la violazione di CP del Modello Standard non sembrerebbe bastare. Ci sarebbero dunque in natura altre sorgenti di violazione di CP, non descritte dal Modello Standard. Il che conferma, neanche ce ne fosse ancora bisogno, che questa teoria è certamente una descrizione incompleta del mondo in cui ci troviamo a vivere.

(continua)

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L'ultima estate. Romagna, domenica 14 agosto 1994

Strada su strada (foto: Santa Sofia Busker Festival)

(L'ultima estate è un esperimento di scrittura post-adolescenziale postuma, ispirato al podcast Mortified. Ho scritto questo testo tra l'estate del 1994, l'autunno del 1997 e la primavera del 1999, ma se passate il mouse sui numerelli appariranno dei box di commento scritti oggi, a più o meno 20 anni di distanza. Questa è l'undicesima puntata, il racconto inizia qui.)

Sveglia ore 13.00! A pranzo ci aspettano le tagliatelle al ragù della nonna di Lamù (evviva!). Oggi salutiamo Willi, che parte per Varazze: fra due giorni sarà su un aereo che lo porterà a Philadelphia (USA!). Buon Viaggio, Akela! [1]Punti esclamativi come se piovessero! Il ragù era buonissimo! Willi aveva persino dovuto farsi la carta! di! credito! per! andare! in! America!

Il saluto avviene in piena crisi di deficienza: una parata di due ali di persone accompagna Willi dalla porta di casa all’auto che lo porterà alla stazione. Commossi cantiamo “Se il mare fosse de toccio e i monti de polenta”, altro inno delle vacanze. [2]Una profonda conoscenza della canzone popolare italiana ha sempre contraddistinto la mia compagnia di amici. Mi accorgerò prestissimo di quanto mi mancherà, a parte gli scherzi.

Nel pomeriggio svacco, bucato, letterine. [3]"Svacco" nel senso di "dolce far niente", "bucato" nel senso di "lavaggio panni", "letterine" nel senso di "brevi missive cartacee da inviare agli amici con posta ordinaria", non di "giovani e procaci soubrette televisive, anche se forse sarebbe stato meglio. Lamù e Cassandra sfrondano abbondantemente la pianta delle nocciole nel giardino, mangiandone quantità inenarrabili.

Questo pomeriggio a Santa Sofia inizia il III Raduno degli Artisti di Strada. [4]Che ancora si tiene ogni anno! Girando per le vie lungo il fiume Bidente incontriamo clown, suonatori rinascimentali, un poeta folle, un omone che canta Guccini, quattro fratelli tedeschi che suonano acustici, [5]Questi erano veramente bravi, almeno per i miei standard dell'epoca. SI chiamavano "The Brothers", e ricordo di aver persino comprato il loro CD autoprodotta, ascoltato a lungo nelle estati successive. La loro cover acustica di "Ain't no sunshine" era particolarmente bella. un gruppo jazz con un incredibile suonatore di “steel drum” (trattasi di un pentolone bombato che emette suoni a metà tra il metallofono e le “tubolar bells”). Anch’io cerco di unirmi all’atmosfera facendo il giocoliere con tre palline rubate a Jariten, fratello di Lamù, [6]Lo so, lo so, nell'anime giapponese Jariten è il cugino di Lamù, mi si perdoni la licenza. ma la mia grande fortuna mi porta al primo errore a perderne una, per cui rinuncio e mi rassegno a fare piacevolmente solo lo spettatore.

Quella di fare il giocoliere è una fissa che mi è venuta l’anno scorso, non mi ricordo bene perché. [7]In realtà forse me lo ricordo. Nella mia vacanza sui treni dell'Europa dell'estate del 1993 avevo incontrato diversi busker e artisti di strada, molti dei quali giocolavano. Suonare sapevo suonare, giocolare invece mi mancava, e l'idea di un futuro da artista di strada bello e straccione mi piaceva assai. Ergo l'idea di allargare le mie competenze circensi. Ho cominciato a casa con ogni tipo di frutto, anche se la mia mamma se l’è un po’ presa quando ho iniziato a usare i kiwi. [8]Perlomeno non ho mai provato con i cachi. Sono poi passato alla scatolette di tonno e anche ai sassi, [9]Consiglio: non provateci, né con le une né con gli altri. in mancanza di meglio, fino a quando alcuni amici esausti mi hanno regalato delle palline da tennis, [10]Il che spiega il problema della perdita della pallina: le palline da tennis rimbalzano, sono fatte per questo, mentre le palline da giocoleria, oltre a essere più piccole di quelle da tennis, sono deliberatamente fatte per non rimbalzare in caso di caduta a terra! Ma questo l'avrei imparato in seguito, un paio di anni dopo, grazie a un altro regalo. che lasciassi in pace i loro mandarini, diavoli!

Note   [ + ]

1. Punti esclamativi come se piovessero! Il ragù era buonissimo! Willi aveva persino dovuto farsi la carta! di! credito! per! andare! in! America!
2. Una profonda conoscenza della canzone popolare italiana ha sempre contraddistinto la mia compagnia di amici.
3. "Svacco" nel senso di "dolce far niente", "bucato" nel senso di "lavaggio panni", "letterine" nel senso di "brevi missive cartacee da inviare agli amici con posta ordinaria", non di "giovani e procaci soubrette televisive, anche se forse sarebbe stato meglio.
4. Che ancora si tiene ogni anno!
5. Questi erano veramente bravi, almeno per i miei standard dell'epoca. SI chiamavano "The Brothers", e ricordo di aver persino comprato il loro CD autoprodotta, ascoltato a lungo nelle estati successive. La loro cover acustica di "Ain't no sunshine" era particolarmente bella.
6. Lo so, lo so, nell'anime giapponese Jariten è il cugino di Lamù, mi si perdoni la licenza.
7. In realtà forse me lo ricordo. Nella mia vacanza sui treni dell'Europa dell'estate del 1993 avevo incontrato diversi busker e artisti di strada, molti dei quali giocolavano. Suonare sapevo suonare, giocolare invece mi mancava, e l'idea di un futuro da artista di strada bello e straccione mi piaceva assai. Ergo l'idea di allargare le mie competenze circensi.
8. Perlomeno non ho mai provato con i cachi.
9. Consiglio: non provateci, né con le une né con gli altri.
10. Il che spiega il problema della perdita della pallina: le palline da tennis rimbalzano, sono fatte per questo, mentre le palline da giocoleria, oltre a essere più piccole di quelle da tennis, sono deliberatamente fatte per non rimbalzare in caso di caduta a terra! Ma questo l'avrei imparato in seguito, un paio di anni dopo, grazie a un altro regalo.
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E i vincitori del biglietto del 2017 sono...

Grazie ai quarantatré lettori di Borborigmi che hanno lasciato i loro auguri di buon anno. Ho sorteggiato tra loro i due a cui spedire i biglietti di auguri di ATLAS del 2017: sono usciti il numero 20 e il numero 9, che corrispondono a Antonio (che ha augurato "tante angurie!"), e Zar (che vorrebbe vedere qualche foto dei luoghi "segreti" del CERN, e che, per chi non lo sapesse, ha un bel blog di matematica). Li ho contattati, e i biglietti partiranno nei prossimi giorni.

A tutti gli altri, come sempre, i miei auguri sinceri. Può darsi che nel corso dell'anno mi inventi un'altra lotteria, non disperate!

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La spada è imperscrutabile

Do not think that
This is all that exists
There is much more to learn –
The sword is unfathomable.
The world is wide
Full of happenings.
Keep that in mind
And never believe
"I’m the only one who knows."

Non pensare che
Questo sia tutto ciò che esiste
C'è molto di più da imparare -
La spada è imperscrutabile.
Il mondo è vasto
Pieno di eventi.
Ricordalo sempre
E non pensare mai:
"Io sono l'unico a sapere."

Yamaoka Tesshu

(Per una serie di combinazioni inaspettate, durante le vacanze di Natale ho letto un libro strano e affascinante, Angry White Pyjamas, che si conclude con questa poesia, e la cui lettura consiglio a chiunque subisca anche minimamente il fascino delle arti marziali. A margine, subito prima di Natale ho passato un altro esame di cintura di Taekwondo, facendomi dare un sacco di legnate. Molto in tema.)

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  • Mi chiamo Marco Delmastro, sono un fisico delle particelle che lavora all'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

    Su Borborigmi di un fisico renitente divago di vita all'estero lontani dall'Italia, fisica delle particelle e divulgazione scientifica, ricerca fondamentale, tecnologia e comunicazione nel mondo digitale, educazione, militanza quotidiana e altre amenità.

    Ho scritto un libro, Particelle familiari, che prova a raccontare cosa faccio di mestiere, e perché.

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