L’universo e’ stabile, instabile o meta-stabile?

Negli ultimi articoli, complici anche i tantissimi commenti e domande fatte, siamo tornati a parlare di ricerca e delle ultime misure scientifiche che tanto hanno fatto discutere. Come fatto notare pero’, molto spesso, queste discussioni che dovrebbero essere squisitamente scientifiche lasciano adito ad articoli su giornali, anche a diffusione nazionale, che male intendono o approfittano del clamore per sparare sentenze senza senso e, lasciatemelo dire, assolutamente fuori luogo.

In particole, nell’articolo precedente, abbiamo discusso l’ultima misura della massa del quark top ottenuta mediante la collaborazione dei fisici di LHC e del Tevetron. Questo risultato e’ il piu’ preciso mai ottenuto prima e ci consente, di volta in volta, di migliorare la nostra conoscenza, come spesso ripeto, sempre troppo risicata e assolutamente lontana dalla comprensione del tutto.

Per discutere la misura della massa del top, siamo partiti da una notizia apparsa sui giornali che parlava di un universo pronto a dissolversi da un istante all’altro. Premesso che, come fatto notare, questa notizia era completamente campata in aria, su suggerimento di una nostra cara lettrice, ci e’ stato chiesto di discutere con maggior dettaglio quello che molti chiamano il destino ultimo del nostro universo. Come forse avrete sentito, su alcune fonti si parla spesso di universo stabile, instabile o meta-stabile farfugliando, nel vero senso della parola, come questa particolarita’ sia legata alla massa di qualche particella.

Cerchiamo dunque di spiegare questo importante e non banale concetto cercando sempre di mantenere un approccio quanto possibile divulgativo.

Per prima cosa, dobbiamo tornare a parlare del bosone di Higgs. Come forse ricorderete, in un articolo specifico:

– Bosone di Higgs, ma che sarebbe? 

abbiamo gia’ affrontato la sua scoperta, cercando in particolare di spiegare il perche’ l’evidenza di questa particella sarebbe cosi’ importnate nell’ambito del modello standard e della fisica delle alte energie. Come fatto notare pero’, anche in questo caso, parliamo ancora di “evidenza” e non di “scoperta”. Visto che me lo avete chiesto direttamente, ci tengo a sottolineare questa importante differenza.

Come sapete, la fisica e’ detta una “scienza esatta”. Il motivo di questa definizione e’ alquanto semplice: la fisica non e’ esatta perche’ basata su informazioni infinitamente esatte, ma perche’ ogni misura e’ accompagnata sempre da un’incertezza esattamente quantificata. Questa incertezza, e’ quella che comunemente viene chiamato “errore”, cioe’ il grado di confidenza statistico che si ha su un determinato valore. Per poter parlare di evidenza, e’ necessario che la probabilita’ di essersi sbagliati sia inferiore di un certo valore, ovviamente molto basso. Per poter invece gridare alla scoperta, la probabiita’ statistica che quanto misurato sia un errore deve essere ancora piu’ bassa. Questo grado di confidenza, ripeto prettamente statistico, e’ quello che spesso sentiamo valutare riferendosi alla “sigma” o “all’incertezza”.

Bene, tornando al bosone di Higgs, perche’ si dice che ancora non c’e’ la sicurezza che quanto osservato sia proprio quell’Higgs che cerchiamo? Semplice, il grado di confidenza, non ci consente ancora di poter affermare con sicurezza statistica che la particella osservata sia proprio il bosone di Higgs che cerchiamo e non “un” bosone di Higgs o un’altra particella. Come ormai sappiamo, il bosone di Higgs tanto cercato e’ proprio quello relativo al campo di Higgs che determina la massa delle particelle. Per poter essere quel bosone, la particella deve essere, in particolare, scalare e con spin zero. Che significa? Praticamente, queste sono le caratteristiche che definiscono l’identikit dell’Higgs che cerchiamo. Se per quanto riguarda il fatto di essere scalare siamo convinti, per lo spin della particella, dal momento che decade in due fotoni, potrebbe avere spin 0 o 2. Per poter essere sicuri che lo spin sia proprio zero, sara’ necessario raccogliere ancora piu’ dati per determinare con sicurezza questa proprieta’ anche se statisticamente possiamo escludere con una certa incetezza che lo spin sia 2.

Detto questo, e supposto, con una buona confidenza statistica, che quanto trovato sia proprio il bosone di Higgs, sappiamo che la massa trovata per questa particella e’ 125.6 GeV con un un’incertezza totale di 0.4 GeV. Questo valore della massa ha pero’ aperto le porte per una discussione teorica molto accesa e di cui si inizia a parlare anche sui giornali non prettamente scientifici.

Perche’?

Come anticipato, la massa del bosone di Higgs determina la condizione di stabilita’ o instabilita’ del nostro universo. Perche’ proprio l’Higgs? Ovviamente, questo bosone e’ correlato con il campo scalare di Higgs, cioe’ quello che assegna la massa delle particelle. Ora pero’, nel modello standard, troviamo particelle che hanno masse anche molto diverse tra loro. Se osserviamo i quark, passiamo dall’up, il piu’ leggero, al top, il piu’ pesante, con una differenza di massa veramente enorme per particelle che appartengono alla stessa “famiglia”. Detto questo, per determinare la condizione di equilibrio, e tra poco spiegheremo cosa significa, del nostro universo, e’ possibile ragionare considerando proprio le masse dell’Higgs e del top.

In che modo?

Senza spendere troppe parole, vi mostro un grafico molto significativo:

 

Stabilita’ dell’universo data dalla correlazione delle masse Top-Higgs

Cosa significa questo grafico? Come potete vedere, incrociando il valore della massa del top con quella dell’Higgs e’ possibile capire in quale zona ci troviamo, appunto: stabile, instabile o meta-stabile. Scientificamente, queste sono le condizioni in cui puo’ trovarsi quello che e’ definito vuoto quantomeccanico dell’universo. Se l’universo fosse instabile, allora sarebbe transitato in una successione di stati diversi senza poter formare strutture complesse dovute all’evoluzione. Come potete facilmente capire, in questo caso, noi oggi non saremo qui ad interrogarci su come e’ fatto l’universo dal momento che non avremmo avuto neanche la possibilita’ di fare la nostra comparsa. In caso di universo stabile invece, come il termine stesso suggerisce, tutto rimane in uno stato stazionario senza grosse modificazioni. Meta-stabile invece cosa significa? Questo e’ un termine ricavato direttamente dalla termodinamica. Detto molto semplicemente, un sistema meta-stabile si trova in una posizione di minimo di energia non assoluto. Cioe’? Detto in altri termini, il sistema e’ in uno stato di equilibrio, ma sotto particolari condizioni puo’ uscire da questo stato e scendere verso qualcosa di piu’ stabile ancora. Per capirlo meglio, immaginate di mettere una scodella sul pavimento con dentro una pallina. Se muovete di poco la pallina questa oscillera’ e ricadra’ sul fondo, posizione di equilibrio meta-stabile. Se date un colpo piu’ forte, la pallina uscira’ dalla scodella e andra’ sul pavimento. A questo punto pero’ il vostro sistema immaginario ha raggiunto la posizione piu’ stabile.

Ora, capite bene quanto sia importante e interessante capire che tipo di sistema e’ il nostro universo per determinare eventuali e future evoluzioni temporali che potrebbero avvenire. Come visto nel grafico precedente, per capire lo stato dell’universo possiamo valutare le masse del top e dell’Higgs.

Cosa otteniamo con i valori delle masse oggi conosciuti? Come potete vedere, come per un simpatico scherzo, la massa dell’Higgs ci posizione proprio nella strettissima zona di meta-stabilita’ del nostro universo. Come anticipato, il fatto di non essere nella zona di instabilita’ e’ assolutamente comprensibile pensando al fatto che noi oggi siamo qui. Certo, una massa superiore a 126 GeV ci avrebbe piazzato nella zona stabile dove, come si dice nelle favole, “vissero felici e contenti”. Cosa comporta il fatto di essere nella regione di meta-stabilita’? Come qualcuno, incurante della scienza, cerca di farvi credere, siamo in bilico su una corda. Il nostro universo da un momento all’altro potrebbe transitare verso uno stato piu’ stabile modificando radicalmente le proprieta’ del vuoto quantomeccanico. In questo caso, il nostro universo collasserebbe e segnebbe la nostra fine.

E’ vero questo?

Assolutamente no. Prima di tutto, cerchiamo di ragionare. Come detto, la massa attuale del bosone di Higgs e’ 125.6+/-0.4 GeV. Questo significa che entro una certa probabilita’, piu’ del 15%, la massa del bosone potrebbe essere maggiore di 126 GeV. In questo caso la misura sarebbe pienamente della regione “stabile” dell’universo. Ovviamente, per poter determinare con precisione questo valore e’ necessario ridurre l’incertezza che accompagna la misura in modo da “stringere” l’intervallo entro cui potrebbe essere compresa questa massa.

Se anche l’universo fosse in uno stato meta-stabile, non possiamo certo pensare che da un momento all’altro questo potrebbe uscire dallo stato di equilibrio e transitare verso altro se non in particolari condizioni. Vi ripeto nuovamente come in questo caso ci stiamo muovendo all’interno di ragionamenti prettamente teorici in cui gli stessi principi della fisica che oggi conosciamo potrebbero non essere validi. Secondo alcuni infatti, la stessa evoluzione dell’universo che ha portato oggi fino a noi potrebbe essere stata possibile proprio grazie alla natura meta-stabile del vuoto quantomeccanico.

Come ricorderete, in questi articoli:

– Universo: foto da piccolo

– Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

cosi’ come in tutti quelli richiamati a loro volta, abbiamo parlato dell’inflazione, cioe’ di quel particolare periodo nell’evoluzione dell’universo che ha portato ad una notevole espansione in tempi brevissimi. Conseguenza dell’inflazione e’ l’avere un universo omogeneo ed isotropo ed in cui le fluttuazione della radiazione di fondo sono molto ridotte. Bene, il bosone di Higgs potrebbe avere avuto un ruolo decisivo per l’innesco del periodo inflazionario. Secondo alcune teorie, infatti, le condizioni fisiche per poter accendere l’inflazione potrebbero essere state date da una particella scalare e l’Higgs potrebbe appunto essere questa particella. Se proprio devo aprire una parentesi, per poter affermare con sicurezza questa cosa, dobbiamo essere sicuri che la fisica che conosciamo oggi possa essere applicata anche in quella particolare fase dell’universo, cioe’ che i modelli attualmente conosciuti possano essere estrapolati a quella che viene comunemente definita massa di Planck dove tutte le forze fondamentali si riunificano. Ovviamente, per poter affermare con sicurezza queste teorie sono necessarie ancora molte ricerche per determinare tutti i tasselli che ancora mancano a questo puzzle.

Seguendo questa chiave di lettura, il fatto di essere in un universo meta-stabile, piu’ che un rischio potrebbe essere stata proprio la caratteristica che ha permesso l’evoluzione che poi ha portato fino ai giorni nostri, con la razza umana presente sulla Terra.

Altro aspetto curioso e importante della meta-stabilita’ dell’universo e’ la possibilita’ di includere i cosiddetti multiversi. Detto molto semplicemente, il fatto che l’universo sia meta-stabile apre gli scenari ad una serie di universi paralleli tutti uno di seguito all’altro caratterizzati da valori continui di alcuni parametri fisici. Non si tratta di racconti fantascientifici o di fantasia ma di vere e proprie teorie fisiche riguardanti il nostro universo.

Concludendo, la scoperta, o l’evidenza, del bosone di Higgs e’ stata sicuramente un ottimo risultato raggiunto dalla fisica delle alte energie, ma certamente non un punto di arrivo. La misura, ancora solo preliminare, della massa della particella apre le porte a scenari di nuova fisica o di considerazioni molto importanti circa la natura del nostro stesso universo. Come visto in questo articolo, quelli che apparentemente potrebbero sembrare campi del sapere completamente diversi e lontani, l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, sono in realta’ correlati tra loro proprio da singole misure, come quella della massa dell’Higgs. A questo punto, capite bene come lo scneario si fa sempre piu’ interessante e sara’ necessario fare ancora nuove ricerche prima di arrivare a qualcosa di certo.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Vaccino anti-influenzale, ci risiamo!

Come ricorderete, e per aggiornare chi avesse perso questa chicca di scienza, nei commenti di questo articolo:

– Scie chimiche con la scusa dei vaccini

c’e’ stata una lunghissima discussione con un sostenitore del grande complotto dei vaccini. Cosa sarebbe il complotto dei vaccini? Semplice, un diabolico piano pensato appositamente dalle case farmaceutiche e dai governi per sterminare la popolazione mondiale. Inutile riprendere questo discorso dal momento che tutti i commenti sono stati lasciati appositamente al loro posto, proprio per lasciare ai posteri la saggezza di coloro che sostengono queste ipotesi.

Proprio stasera pero’, trovo un altro articolo su alcuni siti complottisti che mi ha lasciato davvero basito. Al contrario di quanto facciamo abitualmente, in cui evitiamo di publicizzare articoli di questo tipo, questa volta vi riporto il link dell’articolo:

– Vaccino anti-influenzale

Perche’ lo faccio? Premetto subito che questo sito credo si sia limitato a copiare da altre fonti che, tra l’altro, trovate alla fine. Metto il link perche’ sono amareggiato e arrabiato pensando a questa storia. Moltissime persone credono a notizie di questo tipo e, come potete leggere da soli nel link riportato, puntano il dito contro la scienza, i medici, la ricerca, ecc. Questo discorso prende spunto dai vaccini, ma puo’ essere allargato a moltissimi complotti di cui abbiamo discusso in questo blog.

Ora, tornando in tema, lungi da me santificare le case farmaceutiche che, ovviamente, sono aziende che puntano al profitto, ma articoli di questo tipo fanno soltanto disinformazione nelle persone che sono manipolabili e si lasciano convincere da questi pseudo-predicatori.

Se questi siti, cosi’ come potete leggere nei commenti del nostro articolo riportato all’inizio, guadagnano sulla vostra testa, convincendovi di cose assurde e’ perche’ alcuni, e sono sempre troppi, lo permettono. Signori, noi non vogliamo convincervi raccontando favole, come qualcuno sostiene, ma questo e’ quello che permettete solo e soltanto a siti di questo tipo.

Scusate lo sfogo, ma queste storie sono veramente senza senso.

Ora, al contrario di quello che viene fatto nell’articolo linkato, vogliamo passare attraverso queste favole per dimostrarvi quanto assurde siano.

Partiamo dall’inizio. Stando allo studio citato, si e’ dimostrato come la somministrazione di vitamina D3 a certi quantitativi sia in grado di ridurre notevolmente i casi di influenza di stagione nei bambini. Che significa notevolmente? La vitamina D3 sarebbe ben 800 volte, leggasi “ottocento”, piu’ efficace dei normali vaccini anti-influenzali. Come, potete leggere nell’articolo, non vi stanno mica prendendo in giro. Il tutto e’ stato dimostrato da una ricerca seria, condotta in modo scientifico, da scienziati con analisi statistiche. Se non vi basta, la ricerca e’ stata pubblicata su una rivista di medicina seria ed ha anche subito il processo di peer-review. Questo solo per specificare tutta la trafila dei controlli subita dall’analisi e per prevenire quei fastidiosi “disinformatori” che si attaccano sempre a questi particolari per attaccare chi non la pensa come loro, cioe’ i complottisti.

Vi pregherei di leggere con attenzione l’articolo linkato per vedere la grande quantita’ di dettagli dati. Inoltre, giustamente, l’autore si chiede perche’ non si utilizza la vitamina D3 invece dei vaccini? Ovviamente, trovate anche la risposta a questa domanda retorica, perche’ gli scienziati sono un gruppo di venduti schiavi delle case farmaceutiche che li pagano profumatamente per falsificare dati a discapito della salute della popolazione.

Bene, fatto un riassunto minimale dell’articolo, che vi ripeto di nuovo di leggere per intero, ora diciamo qualcosa anche noi.

Per prima cosa, basta cercare in rete per trovare l’articolo originale, cioe’ proprio quello richiamato con tutti i dati sbandierati ai quattro venti. Ecco a voi il link:

– Articolo originale

Da questo link potete scaricare tutto l’articolo, non solo l’abstract. Scusate se e’ in inglese ma, come sapete, le ricerche scientifiche vengono pubblicate nella lingua riconosciuta a livello mondiale.

Cosa dice l’articolo? Semplice, come giustamente detto, si e’ preso un campione di studenti e lo si e’ diviso in due gruppi. Al primo e’ stata somministrata vitamina D3 per il periodo considerato, un inverno, mentre al secondo e’ stato dato un placebo. Tutto lo studio e’ stato fatto seguendo rigorosi protocolli e analizzando i dati utilizzando tecniche statistiche accettate.

Cosa si e’ visto?

Nel primo gruppo, quello della D3, si sono registrati casi di influenza nel 10% dei bambini. Nel secondo, quello del placebo, si sono registrati il 18% di casi di influenza. 18-10, correggetemi se sbaglio, fa 8. Il famoso 8% sbandierato nell’articolo complottista. Ora pero’, come avete letto, il complottista di turno dice che questo numero deve essere paragonato con le statistiche dei vaccini. Secondo le sue fonti, i vaccini darebbero una riduzione dell’1% dei casi di influenza ergo la vitamina D3 e’ piu’ efficace di 800 volte.

Aspettate un attimo.

Prima cosa, con D3 siamo passati da 18% a 8%. Secondo lui, il vaccino riduce solo dell’1%. Premesso che statisticamente un calcolo del genere non ha senso, 8 diviso 1 fa 8. Come viene fuori 800? Non ne ho idea e neanche mi interessa, questa non e’ l’unica, ne tantomeno la principale, assurdita’ che vi stanno raccontando.

Riaprite il famoso link del sito complottista. Se per i numeri riguardanti l’efficacia della viamina D3 si fa sempre riferimento all’articolo scientifico, quando si parla di vaccino e dell’1% di efficacia si fa riferimento ad un sito amico loro che si chiama “natural news”. Che sito e’? Semplice, apritelo e guardate da voi. E’ un sito di prodotti naturali ma soprattutto e’ un sito di commercio di prodotti naturali che non ha nessuna valenza scientifica. Insomma, come si dice dalle mie parti “macellaio e’ buona la carne?”. Cosa dovrebbe rispondere il macellaio?

Procando a cercare in rete, troverete tantissimi articoli scientifici che vi riportano numeri completamente diversi, con un’efficacia dei vaccini tra il 50 e il 70%. I numeri oscillano a causa della difficolta’ di inserimento del cosiddetto “Effetto gregge”, cioe’ della riduzione dei contagi dovuta alla vaccinazione delle persone maggiormente a rischio. Secondo me, ma vi prego controllate anche voi in rete, 50-70 e’ molto molto diverso da uno.

Ora pero’ mi viene un dubbio: possibile che l’articolo scientifico spari numeri a caso?

Assolutamente no. Se sfogliate il pdf che vi ho linkato, vedrete come l’articolo si limita a parlare dell’efficacia della vitamina D3, senza fare alcun riferimento ai normali vaccini anti-influenzali. Praticamente, si sta studiando l’effetto di questa sostanza nella prevenzione dei mali di stagione senza assolutamente confrontare o voler sostituire la D3 ai vaccini.

Basta cosi’?

No. Gia’ che ci siamo, diciamoci tutto fino in fondo. Leggete le conclusioni dell’articolo scientifico dove vedrete come funziona un articolo di scienza vera. Gli autori fanno alla fine un’analisi critica del loro lavoro, mostrando ed evidenziando probabili fonti di errore. Prima di tutto, il campione utilizzato er a statisticamente poco significativo. Inoltre, mancanza di un controllo in funzione del quantitativo di D3 somministrata, mancanza di dati relativi al calcio nelle urine, importante utilizzando questa vitamina, mancanza di analisi sul numero di anticorpi eventualmente sviluppati, ecc.

Cosa significa questo?

Semplice, si tratta di una prima ricerca a cui magari ne seguiranno altre. Questo solo per dire che i risultati riportati sono ovviamente scientificamente validi, ma necessitano di tutta una serie di controlli che devono essere eseguiti prima di poter arrivare ad una conclusione definitiva.

Concludendo, non ho altro da aggiungere sull’articolo. Credo che quanto riportato parli da solo. Per il resto, non mi rivolgo ai complottisti che, come ormai e’ certo, non vogliono fare informazione ma solo speculazione sulle paure e sulle insicurezze delle persone. Mi rivolgo ancora a voi che credete ad articoli di questo tipo. Tutte le volte mi devo sentir dire che la scienza e’ marcia e c’e’ un qualche complotto che pero’ qualcuno molto sveglio e’ ruscito a mostrare. E’ vero, chi scrive fesserie di questo tipo e’ molto sveglio perche’ ha capito come fare breccia. Sfortunatamente pero’, voi che pensate di essere arrivat ialla verita’ siete solo le vittime di questi “furbi”.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.