Marco Cirelli parla di Antimateria e dei nuovi orizzonti di una disciplina che ci coinvolge tutti
di Francesca Battaglia, Cecilia Ferraris, Giovanni Ricci
Marco Cirelli, nato a Milano. Ha studiato Fisica prima nella sua città natale e poi alla Scuola Normale di Pisa. Ha seguito un percorso di 3 anni di PostDoc negli Stati Uniti all’università di Yale, 3 anni di PostDoc in Fisica delle particelle e AstroParticle presso CEA / Saclay seguiti da altri 3 anni come fellow al CERN di Ginevra. Fino al 2015 è stato membro del gruppo Particle Theory presso l’Institut de Physique Theorique di CEA / Saclay, vicino a Parigi, quando è diventato ricercatore nel gruppo di fisica delle particelle e cosmologia del laboratorio di fisica teorica e delle alte energie (LPTHE) del CNRS della Sorbonne Université. Ed è attualmente in servizio come presidente del Consiglio Scientifico del UFR (Dipartimento di Fisica) della Sorbonne Université.
Nei giorni scorsi grazie al prof. Garino ha colloquiato con le Quinte Scientifico in collegamento Meet
Lei ha scelto di diventare fisico TEORICO. Come mai?
Ad eccezione di mia moglie, faccio parte di una famiglia di Fisici e per me è sempre stato un po’ naturale. Mia mamma era professoressa al Liceo, mio papà all’Università e mio fratello ha scelto anche lui Fisica. Non è stata una scelta dettata dall’opportunità. Ho sempre accompagnato mio papà all’Università, dove insegnava, e ho sempre provato curiosità per gli argomenti spiegati al liceo. La domanda che mi spingeva, il “perché” delle cose, mi ha spinto a scoprire le leggi fondamentali che riconducono al fascino che l’origine di tutto ha.
Che differenza c’è rispetto a un fisico SPERIMENTALE?
La fisica teorica per me ha un fascino un po’ più particolare perchè va toccare con mano gli ultimi ingredienti della comprensione attuale del mondo. Il fisico sperimentale ha problemi molto più concreti: il funzionamento delle apparecchiature e degli esperimenti. E’ un aspetto molto interessante anche questo e unico nella sua praticità. Deve anche tenere conto di piccole cose (però importanti per il proprio lavoro) che il fisico teorico, che nell’immaginario comune è più un lavoratore da scrivania, non sempre valuta.
Lei si occupa principalmente di materia oscura. Come la descriverebbe in modo semplicistico a qualcuno estraneo da questo campo?
La materia oscura è un quantità di materia che corrisponde all’80% di tutta la materia, che sappiamo esistere, ma non sappiamo cosa sia. Se si guarda una galassia rotante, i conti astrofisici fanno capire che la materia che si vede è insufficiente per spiegare il moto delle galassie stesse. La deduzione è che ci sia un’altra quantità di materia, addirittura maggioritaria, che esiste, che riempie le galassie e che però è invisibile. All’atto pratico bisogna immaginare tutto lo spazio riempito da una specie di gas di particelle invisibili che interagiscono pochissimo, che hanno una massa importante per spiegare il moto delle stelle e tutto quanto. Però non sono tangibili e che non abbiamo ancora scoperto.
Un grosso interrogativo come la Materia Oscura, si rivela uno stimolo ulteriore alla Sua ricerca o è un po’ scoraggiante?
Un po’ entrambi. Si pensa che sia la prossima grande scoperta e se ne conosce l’esistenza, ma si cercano nuove informazioni per essere possibilmente in prima linea nel momento tanto atteso. Purtroppo c’è da dire che le ricerche sono un po’ ad un punto morto. Certe idee che si credevano essere proficue non si sono realizzate. Nel nostro ambito bisogna reinventarsi e aprire nuovi orizzonti della ricerca per altre strade.
Prospettive future per il Cern di Ginevra e il nuovo LHC: sarà possibile fare progressi?
Dipende dalle opinioni personali. Gli upgrade all’LHC che partiranno il prossimo anno hanno a che fare non tanto con l’energia con cui vengono fatti collidere i protoni quanto con l’aumento della luminosità: le collisioni avverranno più frequentemente e con un maggior numero di protoni da ogni parte e quindi con una maggiore densità tra di essi. Questo significa che si potranno cercare processi più rari. Per quanto riguarda la materia oscura, dal mio punto di vista, avrebbe avuto una maggiore utilità aumentare l’energia, per esplorare scale di massa più elevate e quindi particelle più pesanti; mentre aumentare la luminosità può aiutare per certi processi rari e potrebbe dare indizi indiretti su altri fenomeni.
Tuttavia vi è un dibattito in corso: si farà il nuovo LHC, ma dopo?
La fisica delle particelle avanza scoprendo qualcosa di inaspettato ogni nuovo acceleratore di particelle mentre questa volta non vi sono state scoperte inaspettate, eccetto il bosone di Higgs nel 2012 di cui però si prevedeva l’esistenza.
Cosa ha influenzato la sua scelta di stabilirsi in Francia? Come si pongono i vari Paesi (e l’Italia) nei confronti della Ricerca Scientifica?
Mi sono inizialmente formato in Italia e sono convinto della validità dell’istruzione che ho avuto. Come molti fisici teorici ho proposto la mia candidatura a molte Università e da qui è nato il mio percorso post Doc negli stati Uniti e la mia esperienza all’estero fino a terminare dopo tre anni qui, a Parigi. Per un ruolo permanente ho cercato un po’ dappertutto, anche in Italia, ma mi è stato proposto per primo qua in Francia e quindi sono rimasto. L’Italia a livello di opportunità è molto poco costante con assunzioni purtroppo spesso irregolari. È uno svantaggio nei confronti di altri paesi che hanno politiche più stabili.
La fisica è una materia di giovani? Le persone con cui lavora di che età sono?
Sì, c’è tutta la piramide delle età. Un laboratorio come il mio ha tutto lo spettro di età, dai ricercatori e professori che stanno per andare in pensione, ai giovani appena assunti (sui 30 anni), fino ai post doc come lo sono stato io, i dottorandi e gli studenti. Da un punto di vista sociologico il bello è che c’è molta parità, almeno in nazioni come Italia e Francia, non esiste il “grande boss”. I giovani sono indipendenti e hanno spazio: io ho un post doc che lavora indipendentemente. Ovviamente se vuole discutiamo, ma io non gli impongo alcun soggetto di ricerca, il che è molto stimolante, ma è anche una sfida: bisogna infatti capire quali sono i buoni problemi e non fidarti troppo di quello che ti dice il tuo capo.
Un giovane con le idee giuste ha possibilità di emergere?
Sì, certamente sì. Inoltre, in particolare nella fisica teorica, vi è un ambiente quasi di parità tra colleghi. Le buone idee e le brave persone tipicamente in questo campo ce la fanno. E’ divertente vedere conferenze, in cui mi sono ritrovato, con il giovane che presenta e il premio Nobel nella platea che gli si oppone, anche in scontri accesi, ma alla fine se il giovane ha ragione, ha ragione. E il grande premio Nobel comprende e si scusa ringraziando.
Quindi se ho un’idea come la diffondo?
La strategia tipica di un gruppo di ricerca consiste nello scrivere un articolo, con un certo risultato e pubblicarlo su un database, chiamato arXiv, che esiste da ormai 30 anni dove, divisi per settori, sono presenti tutte le ricerche svolte, cosicché ognuno possa condividere le proprie scoperte o ricevere dritte o aiuti. Dopo qualche giorno solitamente gli autori stessi mandano l’articolo ad una rivista scientifica che a sua volta lo inoltra agli arbitri, ossia coloro che controllano il lavoro svolto dal gruppo di ricerca. Se privo di errori l’articolo viene pubblicato. A questo punto nella ricerca ognuno può utilizzarlo e quindi citarlo nei propri lavori. Più un articolo è citato più il lavoro è buono quindi i creatori ne ricavano guadagno e stima.
E adesso che bisogna stare a casa tutto questo network come funziona?
In realtà per me come teorico le limitazioni di questo periodo sono relativamente poche. Siccome il mio lavoro è grosso modo fare conti non mi cambia molto farlo in ufficio o a casa; è un po’ più difficile discutere con i colleghi, ma si prende zoom o qualunque altra piattaforma e lo si fa comunque.Tante cose possono essere fatte online, altre no.Tutti i siti di cui parlo non ne hanno risentito perchè è tutto online, non ho visto un abbassamento di produzione ora che siamo a casa. Forse ne risentiranno tra un paio di mesi visto che gli esperimenti sono tutti chiusi, ma il sistema funziona bene a livello globale.
Che strumenti ci dà la fisica per affrontare la vita quotidiana? Che doti sviluppa un fisico per sè?
Le scoperte dei fisici sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana come ad esempio il laser per i cd o per la medicina, anche il LHC ha ricadute pratiche delle sue scoperte, ma poi possiamo pensare a infiniti esempi a cominciare dai campi della telefonia che fa parte della nostra esistenza. A livello delle capacità che un fisico sviluppa nell’affrontare la propria vita direi di non sapere il perchè si saprebbe anche reinventare poi in altri campi, dalla finanza al management. Potrei dire che possiede la capacità di reinventarsi in molti campi, con pragmatismo e capacità di affrontare i problemi. Però potrei dire anche lo stesso dei matematici…senza offesa.
Un fisico può anche riadattarsi in tutti quei settori dove l’intelligenza artificiale ha preso piede?
Assolutamente, questa storia dell’A.I. fa rizzare i capelli a tanti colleghi: adesso è la gran moda e se ne sono appropriati tutti, ma le basi dei concetti di intelligenza artificiale sono le cose che si facevano al CERN 20 anni fa. Il software che identificava se da una collisione sarebbe venuto fuori un tauone o un muone, è sostanzialmente il seme di quello che oggi chiamiamo “Intelligenza Artificiale”, ma sono i fisici delle particelle, perlopiù sperimentali, ad aver inventato queste cose. E ora Facebook o Google le ha portate a dei livelli incredibili, ma per un fisico delle particelle non sono delle banalità, ma quasi.
Quale reputa la sua qualità più importante?
(ride) Posso chiedere consiglio? (un po’ imbarazzato) nessuna nessuna…Sicuramente ho molta passione in quello che faccio e questo mi permette di affrontare le difficoltà e il mio lavoro, tanto, con accanimento e quantità. A lavorare ci si diverte, anche se è difficile e alcune volte persino mia moglie deve sopportare questo “entusiasmo” che però è impegnativo.
In un mese in cui adesso siamo a casa, alterno lezioni, conferenze con i colleghi via Zoom, anche se non è cambiato molto…(mostrando dei fogli pieni di dati)
Per lei la Fisica è prima di tutto una passione?
Sì, in assoluto sì; l’idea di cercare di scoprire qualcosa di nuovo. Per il momento non ho scoperto un granchè, piccole cose. Vi è anche un aspetto molto impiegatizio, dopo una certa età, viaggiare per le conferenze, gestire i finanziamenti, i postdoc, insegnare, gestire le questioni amministrative che sono quegli aspetti un po’ fastidiosi che però sono propri di ogni lavoro.
Ora una domanda più personale, qual è la prima immagine che le viene in mente alla parola fisica?
Questi grafici in cui si cerca di riassumere tutte le scale dell’universo in un’unica immagine come quella dell’uroboro in cui le scale microscopiche si uniscono a quelle macroscopiche. Insomma una visualizzazione grafica del fatto che la fisica è una disciplina che si collega a tutto, scale microscopiche, intermedie (fisica dei materiali) e all’altro estremo la cosmologia e l’evoluzione delle galassie.
In tante fiction televisive esistono parecchie inesattezze fisiche. L’uomo comune non se ne accorge, invece lei cosa ne pensa?
Quando sono completamente infondate e non hanno alcuna necessità per la trama, fanno un po’ innervosire e ridere; altrimenti si tratta comunque di una fiction, no? Ci sono alcuni film che sono molto ligi al senso fisico, anche perchè in alcuni casi il consigliere fisico è proprio un premio Nobel, mentre altri che invece sono completamente falsi: la famosa storia della spada laser di Guerre Stellari che si può confinare in una dimensione…
