La meglio Europa: il CERN

Nel 1989, un informatico inglese cominciò a lavorare alla elaborazione di un software per facilitare la comunicazione e lo scambio di documenti tra colleghi. Due anni dopo, nel 1991, con la pubblicazione del primo sito nasceva il World Wide Web. Il giovane informatico si chiamava Tim Berners-Lee ed era uno dei ricercatori di un istituto nato come Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare, oggi Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, meglio noto come CERN.

Il sistema che ha cambiato irreversibilmente le nostre esistenze è nato lì, sul confine tra Svizzera e Francia a due passi dalla città di Ginevra, all’interno di quello che è diventato il più grande laboratorio di fisica delle particelle al mondo e uno dei centri più importanti per lo sviluppo della conoscenza umana.

Il fatto che due anni dopo la nascita del World Wide Web, nel 1993, il CERN abbia deciso di rilasciare il codice sorgente rendendo la tecnologia di pubblico dominio non deve stupire, perché l’accessibilità dei risultati del lavoro teorico e sperimentale che si svolge al suo interno è uno dei fondamenti di questo istituto.

Nella Convenzione del 1° luglio 1953, entrata in vigore il 29 settembre del 1954, che ne regola funzionamento e obiettivi si legge: “The Organization shall have no concern with work for military requirements and the results of its experimental and theoretical work shall be published or otherwise made generally available.” Da questo breve articolo si evincono due caratteristiche fondamentali del CERN: la promozione del libero accesso alla conoscenza e la vocazione pacifista.

Se si guarda alla sua storia, che corre parallela a quella della nascita della stessa Comunità Europea, se ne possono capire le ragioni. L’Europa usciva devastata dalla seconda guerra mondiale, alcuni dei più grandi scienziati in fuga dal nazifascismo erano emigrati negli Stati Uniti, dove ormai sorgevano i più importanti centri di ricerca, e la fisica aveva dato il peggio di sé con la costruzione della bomba atomica. Bisognava lavorare per ridare al vecchio continente quel ruolo di primo piano che era stato suo dalla nascita del metodo scientifico fino al ‘900.

Gli Stati Uniti non rimasero estranei al processo di costruzione, anzi lo incoraggiarono attraverso il sostegno e la presenza di Isidor Rabi, fisico statunitense già premio Nobel nel 1944. Esattamente come incoraggiarono, in chiave antisovietica, la nascita nel 1952 della Comunità Europea del Carbone e dell’Acciaio (CECA), che diventerà con i Trattati di Roma del 1957 Comunità Economica Europea e finalmente, nel 1992 con Maastricht (ma in vigore dal 1993), Unione Europea.

Un aspetto molto importante da rilevare è che sia la CECA che il CERN sin dagli inizi includevano la Germania (quella dell’Ovest ovviamente). L’Europa aveva capito che escludere e umiliare i paesi sconfitti non era una decisione saggia. Non ci sarebbe stato più un trattato di Versailles, gli Stati dovevano dimenticare le vendette e unire le forze, solo così sarebbero stati certi di riuscire a escludere un altro conflitto mondiale. Vale sempre la pena sottolineare che l’Europa è in pace da allora.

I numeri del CERN

A firmare la Convenzione del 1953 che dà ufficialmente vita al CERN sono Regno Unito, Svizzera, Danimarca, Paesi Bassi, Grecia, Svezia, Belgio, Francia, Germania Federale, Jugoslavia e Italia. Il contributo dell’Italia è stato fondamentale e si è concretizzato nell’infaticabile lavoro del fisico Edoardo Amaldi, segretario generale del Consiglio fino alla nascita dell’Organizzazione nel 1954. Il nostro è il 4° paese contributore dei 23 che oggi fanno parte dell’Organizzazione, con Israele unico paese non europeo, e che contribuiscono al suo bilancio con una somma che varia in proporzione al loro PIL.

Ma la ricerca al CERN non interessa solo i paesi che ne compongono il consiglio. 2500 persone lavorano nei laboratori a Ginevra ma vi collaborano oltre 17500 persone provenienti da tutto il mondo, tra cui più di 12000 scienziati di 110 nazionalità diverse. Al CERN si parlano decine di lingue e vedere ricercatori provenienti da paesi in guerra tra loro lavorare fianco a fianco sulla risoluzione di un problema qui è la regola.

 “Unite people from all over the world to push the frontiers of science and technology, for the benefit of all” è uno dei punti della loro mission. Una science for peace a beneficio di tutti. La tecnologia che si sviluppa al CERN è libera, il CERN ne detiene la proprietà intellettuale così che nessuno possa metterci un brevetto, ed è a disposizione di chi può e vuole farci impresa. Questa è anche la forza che deriva dall’essere una organizzazione finanziata da denaro pubblico europeo.

Tecnologie sviluppate al CERN si usano già in ampi settori come quello medico, agricolo, industriale, aerospaziale e persino nel restauro artistico e le possibilità di impiego sono potenzialmente infinite.

Ma l’applicazione pratica delle tecnologie sviluppate non può che essere collaterale. Al CERN si persegue la conoscenza con l’obiettivo di rispondere a domande fondamentali sulla natura dell’universo in cui viviamo. E una volta trovata la risposta, si cerca una nuova domanda. È quella che si chiama scienza pura.

Il CERN e la natura dell’universo

Oggi sappiamo che circa il 25% dell’universo è composto da materia oscura, una materia che i nostri strumenti attualmente non sono in grado di rilevare. Il 70% è energia oscura, cioè una forma di energia repulsiva che è responsabile dell’espansione accelerata dell’universo. Resta il 5%, questa è l’unica e incredibilmente piccola porzione di universo che è formata dalla materia come noi la conosciamo, ovvero composta di particelle elementari che interagiscono tra loro, descritta nel cosiddetto modello standard. La materia di cui siamo fatti.

In questo 5% c’è ancora molto da indagare, anche se la scoperta nel 2012 del bosone di Higgs, cui si dava la caccia da decenni, ha permesso di rispondere a molte domande sul perché della natura materiale del nostro universo. Salutata in tutto il mondo come una delle scoperte fondamentali della fisica e premiata nel 2013 con il Nobel a Peter Higgs e François Englert che l’avevano teorizzata nel 1964, la scoperta è stata fatta al CERN e resa possibile grazie all’utilizzo della più grande macchina mai costruita dall’uomo, il Large Hadron Collider (LHC).

Entrato in funzione nel 2008, LHC è il più potente acceleratore di particelle esistente al mondo (alla cui costruzione l’industria italiana ha contribuito per un terzo dei suoi componenti). Un anello lungo 27 km, situato a 100 m di profondità, formato da magneti superconduttori raffreddati a -271,3 °C, che permettono di produrre le alte energie necessarie a far sì che fasci di particelle (protoni) riescano a viaggiare al suo interno e a scontrarsi tra loro a una velocità vicina a quella della luce. Collegati a LHC ci sono quattro rivelatori in grado di elaborare i complessi dati prodotti dallo scontro tra le particelle: ATLAS, CMS, ALICE e LHCb.

Il procedimento è molto complicato dal punto di vista tecnologico ma molto chiaro dal punto di vista concettuale. Quello che si vuole fare, e in parte si riesce a fare, con LHC è ricreare le condizioni di energia e temperatura in cui si trovava l’universo subito dopo il Big Bang, facendo rinascere, grazie alle collisioni tra protoni ad alta energia, particelle estinte miliardi di anni fa, quelle responsabili della formazione dell’universo così come noi lo conosciamo. Per fare questo c’è bisogno di molta energia perché in base alla teoria della relatività ristretta di Einstein, la famosa equazione E=mc² che stabilisce l’equivalenza tra massa e energia, per produrre particelle molto massicce si ha bisogno di molta energia.

Per questo al CERN si lavora costantemente al miglioramento di LHC. Proprio in questo periodo è in una fase di shutdown programmata per potenziarne le capacità, uno stop che ha permesso a 75000 persone di visitare i laboratori di Ginevra negli open days organizzati gli scorsi 14 e 15 settembre, a testimonianza della grande curiosità che desta nei cittadini l’attività di ricerca pura che si svolge al loro interno.

Non è tutto, si sta già progettando una nuova macchina, il Future Circular Collider, lungo 100 km e in grado di produrre un’energia di 100 Tev  (LHC lavora attualmente a 13 Tev, il bosone di Higgs è stato scoperto a 8 Tev). Il progetto è ancora in fase di studio perché al momento manca la tecnologia in grado di supportare la costruzione di una tale struttura, ma ci si domanda già quante sorprese potrebbero emergere dallo scontro tra protoni a energie così elevate.

A oggi, grazie a LHC siamo riusciti a risalire alle condizioni in cui si trovava l’universo un milionesimo di milionesimo di secondo dopo il Big Bang (circa 13,8 miliardi di anni fa) e questo significa che siamo riusciti a costruire una macchina del tempo. Oggi sappiamo che l’interazione con il campo di Higgs ha permesso alle particelle elementari di acquisire massa e di creare così il mondo materiale in cui viviamo. Senza il bosone di Higgs non ci sarebbe stata materia perché le particelle sarebbero rimaste prive di massa e forse l’universo sarebbe rimasto in perfetto equilibrio simmetrico, le stelle non sarebbero mai nate, non ci sarebbe stato nessun pianeta, nessun sistema solare e nessun essere umano.

Grazie ai futuri studi sul bosone di Higgs potremo forse scoprire, ammettendo che questo interagisca anche con le particelle che compongono la materia oscura, di cosa è composta una buona parte dell’universo che ancora non conosciamo. Potrebbe essere l’inizio della cosiddetta nuova fisica che superi, integrandolo, il modello standard avanzando una nuova teoria generale che costituirebbe un ulteriore passo avanti nella comprensione del mondo in cui viviamo.

E se c’è ancora qualcuno che si chiede perché spendere milioni di euro per finanziare la ricerca pura, questo qualcuno non solo dovrebbe sapere che senza la teoria della relatività di Einstein non potrebbe usare il suo navigatore, ma anche ricordare che, per citare il filosofo della scienza Karl R. Popper, per spiegare il noto dobbiamo indagare l’ignoto.  

Science for peace

Il modello di ricerca che si segue al CERN, che prevede la collaborazione di migliaia di scienziati da tutto il mondo, riflette bene la nuova idea di scienza. Una scienza che supera il modello cartesiano dell’uomo geniale e solitario immerso nei suoi studi a favore di una maggiore e capillare collaborazione tra i ricercatori. Un cambiamento dovuto non solo alla crescente specializzazione nei vari campi della scienza che quindi necessita di un maggiore dialogo interdisciplinare ma anche alle possibilità che il web ha introdotto.

Quello del CERN è un modello di scienza collaborativa che ci fornisce un prezioso insegnamento di convivenza civile. Quando ci si dispone con la mente bene aperta di fronte a domande che hanno a che fare con la natura stessa del nostro universo allora i pregiudizi e i preconcetti crollano e si entra a far parte di una comunità che non è solo scientifica, ma fatta di uomini. È allora che un israeliano e un palestinese, un iraniano e un saudita possono unire le forze e lavorare insieme per spostare i confini del sapere umano. Non è un caso che dal 2012 il CERN sia diventato osservatore presso l’Assemblea generale dell’Onu. In questo modo la scienza diviene un linguaggio di pace.

Nel saggio “L’eredità dell’Europa” il filosofo tedesco Hans-Georg Gadamer scrive “Vivere con l’altro, vivere come l’altro dell’altro, è un compito universale e valido nel piccolo come nel grande. Come noi, crescendo ed entrando, come si dice, nella vita, impariamo a vivere insieme all’altro, lo stesso vale anche per i grandi gruppi umani, i popolo e gli Stati. Ed è probabilmente un privilegio dell’Europa il fatto di aver saputo e dovuto imparare, più di altri paesi, a convivere con la diversità”.

L’Europa può ancora fornire un esempio di pacifica convivenza nella diversità. Se è vero che l’Unione Europea nasce in origine da un accordo economico, è pur vero che in quegli stessi anni le più importanti nazioni del vecchio continente hanno sentito la necessità di unirsi nella creazione di un’organizzazione che perseguisse la pura conoscenza per il bene dell’umanità. Entrambe erano unite dalla stessa idea di pace.

Farebbe bene a tutti, ogni tanto, superare la percezione di quell’organismo ingessato e iperburocratico che abbiamo oggi dell’Europa, e andare a riscoprire le alte aspirazioni che ne furono all’origine.

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