La mia settimana è iniziata con un workshop di ATLAS dedicato alle misure delle proprietà di interazione tra il bosone di Higgs e il quark top. Per l'occasione, gli organizzatori hanno invitato una collega teorica a fare il punto di quello che comprendiamo di questa interazione. Interazione che, considerato che il quark top è la particella più pesante che conosciamo, resta una delle più cruciali per capire la struttura del Modello Standard, e forse, i suoi buchi.
La collega in questione ha iniziato col ricordarci come il quark top e il bosone di Higgs giochino un ruolo speciale rispetto alla stabilità dell'universo. Quella che vedete li sopra è l'immagine della slide con cui ha iniziato la sua discussione. Niente di nuovo o di straordinario per qualcuno che lavori su questi argomenti, ma ho pensato di condividerla perché quel grafico in particolare solleva delle domande interessanti. Il grafico in basso a sinistra della slide mostra infatti, in funzione della massa del bosone di Higgs sull'asse x e del quark top sull'asse y, le coppie di valori per cui l'universo è teoricamente stabile (la zona verde), metastabile (la zona gialla; metastabile potrebbe tradursi come "in equilibrio precario", potenzialmente pronto a dissolversi al primo scossone) e instabile (zona rossa). Le ellissi arancioni mostrano i valori delle masse dell'Higgs e del top che misuriamo nel nostro universo, quello reale, con le loro relative incertezze. Apparentemente viviamo in un universo appoggiato su un crinale precario: vi lascio trarre le dovute conseguenze...
Ci sono domande interessanti nascoste dietro a quel grafico. Ammesso che le masse delle particelle elementari siano fissate e eterne, e che la relazione tra masse e stabilità dell'universo sia propio quella mostrata dal grafico (in fondo si tratta di un plot fatto da un fisico teorico, dunque con una serie di approssimazioni[1]"An important fact to keep in mind when interpreting this tuning is that phase diagram assumes no gravity and no physics beyond the SM." che potrebbero fare arrossire qualunque mucca sferica), uno potrebbe (dovrebbe) allora chiedersi: perché il bosone di Higgs e il quark top hanno proprio quelle masse? Perché ci troviamo a vivere proprio lì, in una zona in equilibrio precario: sufficientemente equilibrata per permettere, a lungo andare, di generare degli osservatori che si pongano la domanda, ma comunque precaria? E allora potremmo parlare di fine tuning, oppure di multiverso, e persino di principio antropico forte o debole, a seconda dei gusti. Peccato che la pausa sia finita e il workshop abbia ripreso i lavori, mi tocca stare attento di nuovo...
P.S. per chi volesse approfondire, il grafico in questione viene da questo articolo, e, prima di quello, dello stesso problema si erano già occupati anche altri. Se arrivate fino in fondo, scoprite una conclusione sul possibile fato dell'universo (ovviamente da prendere con le pinze, viste le approssimazioni citate prima, che gli stessi autori ammettono).
Note
| ↑1 | "An important fact to keep in mind when interpreting this tuning is that phase diagram assumes no gravity and no physics beyond the SM." |
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Parlo da ignorante ma il principio antropico non mi sembra scientificamente molto interessante, così come il multiverso, sia quello generato dalla inflazione eterna, sia quello generato dai collassi continui delle funzioni d'onda. In qualche modo offre sempre una possibilità all’intelligent design.
Certo che se le stringhe facessero predizioni verificabili e verificate effettivamente allora il principio antropico si sposerebbe benissimo con il "panorama" della teoria.
Cosa ne pensi tu?
Ciao e grazie
Il principio antropico, perlomeno nella sua accezione “debole”, e dunque svuotato di ogni pretesa teleologica, secondo me non fa che affermare che una sorta di tautologia, ovvero che la presenza di osservatori in questo universo è la conseguenza diretta delle proprietà stesse dell’universo. La cosa che di per sé non mi pare molto interessante, perché non risponde a domande come: esistono universi con altre proprietà (più o meno forniti di osservatori compatibili con quelle condizioni)? Queste proprietà sono “speciali”? Oppure esiste un qualche meccanismo di selezione?
In questo senso, anche il multiverso nella sua versione più pigra (“tutti i valori dei parametri sono possibili e si realizzano in universi non comunicanti, noi viviamo in questo in particolare per caso”) non fa che abdicare a tentare di rispondere a quelle domande, specie quando si configura come teoria non testabile o priva di osservabili (cosa che secondo me lo squalifica come teoria scientifica tout-court).
La questione dell’intelligente design è invece secondo me più sottile, perché carica qualcosa come il principio antropico di una dimensione teleologica e finalista (rendendolo dunque in certo senso “forte”), senza di fatto però fornire nessuna possibilità di verifica sperimentale. La cosa sposta dunque la discussione da un ambito scientifico a uno filosofico, cosa che va benissimo ed è magari pure interessante, ma che deve essere detta chiaramente per evitare di confondere gli ambiti (che è invece quello che spesso certi sostenitori beceri dell’intelligent design fanno, spacciandolo per scienza quando scienza non è).
Delle stringhe hai già detto tutto il necessario tu! 🙂
Marco scusa l'enorme o.t.
Io ti leggo da anni e leggo anche Sabine Hossenfelder
Siete 2 persone intellettualmente oneste, solo che tu lavori in LHC e lei é la più grande critica interna alla comunità scientifica riguardo la costruzione di un nuovo acceleratore e, più in generale, della "naturalness" e di una certa produzione teorica ridondante che lei ritiene inutile.
Proprio perché tu ci sei dentro ti chiedo un’opinione anche se mi rendo conto che potrebbe essere difficile rispondere a mente libera. Ti ringrazio se avrai la pazienza di farlo
Ciao Marco,
Grazie del post molto interessante. Mi stupisce la nota in copia dall'articolo che includi, quando l'eta' dell'universo predetta (~10^161 anni) viene confrontata con l'eta' attuale (~10^9 anni) e se ne trae una conclusione in termini di accordo tutto sommato accettabile tra le due stime. La cosa mi stride un po' visto che l'una e' 10^152 volte piu' grande dell'altra. Chiaramente mi mancano elementi di comprensione o non intepreto la nota correttamente. Un aiutino?
La curiosità maggiore è: chi sarà mai questa "collega teorica" invitata da ATLAS?
Comunque, il nobel è già stato dato e bisognerà darsi da fare ad LHC per trovare qualche riparo a questo crollo, ovvero la cosa sarebbe particolarmente acerba, come si dice in una battuta del film Il Laureato.
Oh, ma non è mica un segreto, si trattava di Eleni Vryonidou, esperta appunto di fisica del top e dell'Higgs https://theory.cern/roster/vryonidou-eleni