Registriamo oggi un passo verso il mondo di Planck: quel mondo misterioso dove gravitazione e meccanica quantistica trovano la loro radice comune, dove lo spazio e il tempo sono granulari – cioè quantizzati -, dove l’Einstein della relatività generale incontra il suo alter ego, l’Einstein dell’effetto fotoelettrico.
E’ il microcosmo estremo, oltre il quale le dimensioni perdono ogni significato fisico. Ragionando in metri, da esso ci separano 34 zeri dopo la virgola. Fino a ieri l’uomo era riuscito a spingersi a 17 zeri. Da oggi possiamo dire di essere arrivati a 18 zeri. Ne mancano ancora 16 (un fattore 10 milioni di miliardi). Siamo lontanissimi dalla meta, ma intanto un’altra tappa è superata. Ci sono riusciti ricercatori dell’Infn di Firenze, Pisa, Trento e dei Laboratori di Legnaro e lo hanno annunciato su “Nature Physics”.
In sintesi, utilizzando una antenna gravitazionale realizzata nei Laboratori Infn di Legnaro (Padova), il gruppo di fisici italiani ha esaminato lo spazio-tempo sulla scala di un miliardesimo di miliardesimo di metro e ha potuto verificare che fin lì non c’è traccia di unificazione tra gravità e meccanica dei quanti. Cosa prevista, ma pur sempre importante perché stabilisce il nuovo limite nell’esplorazione dell’estremamente piccolo, il mondo la cui unità di misura è la lunghezza di Planck, pari, precisamente, a 1,616252 x 10 alla meno 35, con una incertezza standard di 8,1 x 10 alla meno 40.
“Abbiamo utilizzato l’oggetto più immobile del mondo, l’antenna per onde gravitazionali Auriga situata nei laboratori Infn di Legnaro – spiega Francesco Marin, dell’Infn di Firenze, primo firmatario dell’articolo – per cercare di capire qual è il punto più piccolo in cui i riflessi di questa unificazione dovrebbero osservarsi. Siamo scesi più in basso del record precedente e non abbiamo osservato nulla. Quindi abbiamo stabilito un nuovo limite: per cercare i riflessi dell’unificazione gravità-meccanica dei quanti bisognerà scendere ancora. Ma è una gara affascinante perché laggiù c’è la nuova fisica, quella dei buchi neri o delle stringhe, un mondo ignoto e meraviglioso”.
L’antenna gravitazionale Auriga ha vibrazioni inferiori al miliardesimo di miliardesimo di metro. Il suo cuore è una barra di alluminio lunga 3 metri e pesante 2 tonnellate, sospesa a un filo e mantenuta a temperatura estremamente bassa (1 millesimo di grado sopra lo zero assoluto). Poiché freddo, in un certo senso, significa immobilità, questo enorme diapason è particolarmente adatto a rivelare le onde gravitazionali, cioè le perturbazioni dello spazio-tempo previste dalla relatività generale finora mai osservate direttamente.
La barra di Auriga è l’oscillatore meccanico più ‘tranquillo’ mai costruito: la sua velocità di vibrazione è di pochi femtometri al secondo. Come dire che in un secondo le facce della barra si spostano di una distanza corrispondente al nucleo di un atomo; per percorrere un cammino di un metro, ci metterebbero quasi 10 milioni di anni.
Quindi la vibrazione resta confinata in meno di 10 alla meno18 metri. Se la ‘grana’ dello spazio fosse più grossa di questa ampiezza di vibrazione, Auriga lo avrebbe segnalato.
