Alla ricerca di una teoria unificata
Nonostante più di mezzo secolo di notevoli sforzi, non è ancora stata raggiunta l’integrazione della forza di gravità con le altre tre forze fondamentali. L’approccio più promettente è quello della teoria delle stringhe, in cui tutte le particelle subatomiche sono rappresentate come diversi stati di “stringhe” matematiche che vibrano in uno spazio astratto. La teoria delle stringhe ha offerto intuizioni relative alla cosmologia dell’universo primordiale e modelli che vanno oltre il modello standard della fisica delle particelle. Tale teoria ha inoltre fornito potenti strumenti per gli scienziati del progetto UNIFY (Unification of fundamental forces and applications) al fine di studiare problemi aperti nella fisica teorica e di interpretare i dati degli esperimenti riguardanti il Large Hadron Collider e il rilevamento di onde gravitazionali. L’obiettivo del progetto finanziato dall’UE è stato quello di migliorare lo scambio di conoscenze e stabilire collaborazioni tra esperti riconosciuti a livello internazionale in Canada, Europa, Giappone e Stati Uniti. Nel corso della sua durata di quattro anni, la rete UNIFY serviva anche come piattaforma di formazione per i giovani scienziati che iniziano gli studi sul funzionamento fondamentale della natura. Sono state perseguite tre diverse linee di ricerca. Sebbene la teoria delle stringhe fornisca un percorso interessante per la gravità quantistica, le alternative sono state esplorate verso teorie di campo conformi. I ricercatori hanno cercato di creare nuovi legami tra la teoria quantistica e la gravità attraverso la dualità gauge/gravità. D’altra parte, gli approcci numerici sono stati adottati per descrivere le singolarità cosmologiche e la natura della materia oscura. È importante sottolineare che UNIFY ha avuto successo nel far rivivere la teoria bootstrap, oscurata dal successo del modello standard. Questa teoria si basa sull’idea che la natura non può essere ridotta ai campi fondamentali e alle particelle corrispondenti. Al contrario, viene proposto il concetto di particelle come interconnessioni in una rete cosmica inscindibile, la quale si afferma nella teoria quantistica e acquisisce la sua natura dinamica nella teoria della relatività. Tutto sommato, gli sforzi della rete UNIFY hanno contribuito in modo significativo a migliorare la nostra comprensione della fisica dell’interazione forte, così come la fisica che sta dietro alle teorie unificanti che includono i campi gravitazionali forti. Tuttavia, l’unificazione completa di tutta la fisica non sarà possibile fino a quando i problemi fondamentali della teoria dei quanti non vengono risolti.
Parole chiave
Relatività generale, Teoria dei quanti, forze fondamentali della natura, teoria delle stringhe, UNIFY, teoria bootstrap
