In viaggio per la Fisica Teorica

«Non faccio nessun genere di esperimento. Lavoro con la penna, un foglio, la matita, il computer: questi sono gli unici attrezzi che uso». A parlare è Agnese Bissi, post-doc del Gruppo di Fisica Teorica delle Alte Energie dell’Università di Harvard, negli Stati Uniti. La trentunenne di Monte Castello di Vibio è la protagonista della nuova puntata di Galapagos- la ricerca senza confini.
Stefano Porciello, 01 Giugno 2017
Micron
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Relazioni internazionali e Studi europei

«Non faccio nessun genere di esperimento. Lavoro con la penna, un foglio, la matita, il computer: questi sono gli unici attrezzi che uso». A parlare è Agnese Bissi, post-doc del Gruppo di Fisica Teorica delle Alte Energie dell’Università di Harvard, negli Stati Uniti. Trentunenne di Monte Castello di Vibio, un comune di 1600 persone in Provincia di Perugia, Agnese è a Harvard da un anno e mezzo. Ha studiato all’università a Perugia, e si è poi trasferita a Copenaghen, in Danimarca, per un Ph.D di tre anni al Niels Bohr Institute. Subito dopo il dottorato ha rifatto le valige ed è andata a studiare a Oxford, in Regno Unito, per proseguire la sua carriera con una posizione da post-doc, ed è poi stata presa a Harvard. «Quando facevo la magistrale non sapevo neanche in che campo volessi lavorare […] Ma non me lo sarei neanche immaginata mentre facevo il dottorato», dice, parlando del suo ultimo incarico: «Perché è un percorso che dà molti pochi feedback, quindi è anche molto difficile rendersi conto se quello che uno fa sia veramente importante». Per ora, si direbbe che le sue ricerche siano molto apprezzate: nel suo curriculum tre pagine sono occupate soltanto dai lavori presentati a conferenze in Europa, Stati Uniti ed Asia. E adesso si sta preparando a partire per Uppsala, in Svezia, dove, avendo vinto il Wallenberg Academy fellow 2016, guiderà un suo gruppo di ricerca per i prossimi cinque anni. «Avrò degli studenti di dottorato, dei post-doc che lavoreranno con me […] In un certo senso s’invertiranno anche un po’ i ruoli: piuttosto che essere studente, sarò io il tutor di questi studenti».

CERCANDO DI UNIFICARE RELATIVITÀ E MODELLO STANDARD
«Io studio teorie di campo: già questo è un po’ complicato», dice Agnese. «La realtà, fino ad adesso, come la conosciamo noi nel 2017, è descritta da una teoria che si chiama Modello Standard», spiega. Ricordate il Bosone di Higgs, che è stato “catturato” dal CERN nel 2012? Si trattava di un’importantissima verifica sperimentale del Modello Standard. Questo modello riesce a descrivere tutte le forze esistenti in natura, tutte tranne una: la gravità, che è invece descritta dalla relatività di Einstein. A partire dagli anni ’70 «si è cercato di capire se c’era un modo per unificarle», racconta Agnese. «E questo è un po’ il grande filone su cui io lavoro, che alcuni lo chiamano relatività quantistica, oppure gravità quantistica». Per risolvere questo problema dell’unificazione delle forze ci sono diverse teorie, tra le quali la teoria delle stringhe. «Io ho iniziato lavorando su aspetti molto formali della teoria delle stringhe, quando ho iniziato il dottorato, e adesso invece lavoro su un aspetto un po’ tangenziale: praticamente c’è una corrispondenza che lega teorie tipo Modello Standard e teorie di gravità, si chiama AdS/CFT, che da una decina d’anni è diventata una delle cose più studiate».
Questa ricerca per unificare le teorie in un unico sistema capace di descrivere congiuntamente tutte le forze è un problema molto complicato. «Quindi, piuttosto che affrontarlo in maniera diretta, uno cerca dei modelli un pochino più semplici, dove si riescono a tenere più sotto controllo le cose». Per questo Agnese sta focalizzando le sue ricerche sulle teorie di campo conformi: «appaiono in tantissimi contesti, dall’acqua che bolle a sistemi di materia condensata molto semplici, a – tipo – i superconduttori, e queste teorie hanno delle simmetrie molto particolari […] Attraverso solo l’uso di queste simmetrie, cerco di capire le caratteristiche di questi sistemi, senza utilizzarne uno specifico».

SPERANDO DI VEDERE QUALCHE TEORIA PROVATA
«A volte mi sembra che siamo tipo monaci religiosi, per cui la nostra religione è quella: la fisica teorica», dice Agnese, scherzando. Perché non solo il suo lavoro è molto poco accessibile ai non esperti, ma riguarda lo sviluppo di teorie che non sono state dimostrate. Si procede un passo alla volta, in modo sequenziale, affrontando un problema dopo l’altro in modo da costruire modelli coerenti, e matematicamente perfetti. «Probabilmente al momento la natura sta già usando le cose che io studio, anzi, lo spero!», dice Agnese. Ora che il Modello Standard pare essere stato sostanzialmente provato empiricamente, «Sembra molto difficile andare oltre», dice, anche perché, al momento, non abbiamo a disposizione una tecnologia abbastanza avanzata per avere le prove sperimentali di queste nuove teorie. Così è molto difficile immaginarsi il momento in cui finalmente ci sarà una prova, o una confutazione sperimentale di quello che Agnese sta studiando. Intanto, la ricerca teorica cerca di portare avanti le frontiere della fisica, con il contributo della comunità scientifica internazionale. «C’è questa cosa che si chiama “ArXiv”, che è un archivio elettronico in cui ogni giorno escono dei paper di gente di tutto il mondo». Come i suoi colleghi, Agnese legge questi articoli scientifici, si aggiorna, e prova ad applicare quanto è stato appena dimostrato alle ricerche che sta portando aventi.

L’IMPORTANZA DI INCONTRARE UN BUON MAESTRO
Fare ricerca nella fisica teorica è un lavoro «a super tempo determinato», racconta Agnese. Viaggiare «fa parte della carriera di uno scienziato nel mio campo al 100%. È difficile, perché sono andata via da tanti posti, quindi ovviamente ogni 2-3 anni uno deve reinventarsi completamente». E nonostante si possa pensare che nel mondo della fisica teorica tutto ciò che conta sia il cervello, incontrare un professore o vivere in un ambiente di lavoro stimolante fa la differenza. «Penso che quella sia stata la mia vera fortuna», dice Agnese parlando del dottorato a Copenaghen: «Sia l’essere andata lì, sia aver incontrato lei». “Lei” è Charlotte F. Kristjansen, al sua tutor durante il Ph.D. È stata Charlotte a farle firmare le prime ricerche, che l’ha spronata a viaggiare e ad andare alle conferenze, a fare il suo primo “talk” internazionale. Charlotte è stata un mentore, non solo perché ha sostenuto Agnese come persona e come scienziata, ma perché ha investito tempo per lei, e l’ha guidata con giudizio nei suoi tre anni di ricerche. «Un buon professore è uno che ti dà un problema che sa che comunque hai probabilità di risolvere e di scriverci un articolo sopra», sostiene Agnese. Perché se ti viene assegnato un problema interessante, ma magari così difficile da non poter essere mai risolto in un tempo limitato, il tuo tutor non sta facendo il tuo interesse. Per uno studente è troppo importante avere delle pubblicazioni: «Perché da un certo punto di vista noi siamo un po’ freelance, quindi devi produrre, perché se non produci puoi essere il più bravo di tutti, però non l’hai dimostrato».
Cosa dovremmo importare dall’estero? «La vitalità», dice Agnese. Che significa: «Dare coraggio ai più giovani, cioè avere posti (laboratori, centri e gruppi di ricerca) in cui ci sono tante persone giovani». Lo suggerisce lei, che a trentun anni ha in tasca un assegno in corone svedesi di circa un milione e mezzo di euro per guidare una ricerca per studiare e classificare le teorie quantistiche dei campi. Di certo non si legge spesso che i giovani ricercatori italiani godano di somme così consistenti. Per Agnese il mondo scientifico è, in realtà, molto globalizzato, molto simile a se stesso in tutto il mondo: «Soprattutto adesso nel 2017, dove il 90% degli scambi avvengono su internet». La più grande differenza tra i Paesi non è tanto nel modo di fare ricerca, quanto nella quantità e qualità delle risorse che vengono destinate ai vari campi. In Italia, «Piuttosto che valorizzare le differenze fra i vari atenei, [bisognerebbe] valorizzare le cose in comune», dice. Anche perché, in un momento in cui le risorse sono scarse, dividerle «in mille pezzi» ha poco senso. «Quindi piuttosto che dividere e frazionare ancora di più, forse unire è più efficace».

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