“Se non ci divertiamo a risolvere questo problema, perché dovremmo studiarlo?”
Nicola Cabibbo. Perché quello che spinge uno scienziato nelle proprie ricerche è principalmente la curiosità.
Uno dei suoi lavori più importanti fu “Unitary Symmetry and Leptonic Decays”, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters e nel 2006 fu valutato come lo studio più citato di tutti i tempi tra le pubblicazioni dell’American Institute of Physics.
Qui comparirà la definizione dell’angolo che verrà rinominato, in suo onore, l’angolo di Cabibbo. Egli ipotizzò che la forza, o interazione, debole si mescolasse con l’interazione forte (due delle quattro forze fondamentali che governano l’universo) nel cosiddetto Cabibbo Mixing e che tale processo fosse regolato proprio dall’angolo di Cabibbo. I suoi valori trigonometrici, in particolare il seno e il coseno, stabiliscono la probabilità che una particella strana si trasformi in una non strana interagendo con una terza particella per mezzo della forza debole. Questo lavoro aprì la strada alla comprensione delle interazioni deboli.
Sfruttando il lavoro di Cabibbo, il fisico statunitense Murray Gell-Mann (vincitore del Nobel per la fisica nel 1969 “per i suoi contributi e scoperte in materia di classificazione delle particelle elementari e le loro interazioni”) ipotizzò l’esistenza dei quark up, down e strange, prevedendo inoltre che potessero presentarsi in tre differenti “colori” e “sapori”. In realtà la carica di colore è una proprietà dei quark correlata alle interazioni forti, proprietà descritta dalla cromodinamica quantistica. Questo modello a quark fu subito usato per la teorizzazione di un quarto quark (charm) da parte dei fisici Glashow, Iliopoulos e Luciano Maiani.
Nel 1973 i fisici giapponesi Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa proposero una generalizzazione del lavoro di Cabibbo. I due ipotizzarono l’esistenza di una terza famiglia di quark e introdussero una matrice unitaria (matrice CKM, dalle iniziali dei tre fisici) grazie alla quale si poteva calcolare la probabilità, tramite nove parametri, che un quark si “trasformasse” in un altro durante un processo di interazione debole. Con l’ausilio della matrice CKM, fra le altre cose, è stato possibile piegare la violazione della fondamentale simmetria CP, che è l’unione di due simmetrie, quella dello scambio fra particelle-antiparticelle e quella dell’inversione delle coordinate spaziali (invarianza sotto Parità).
Il lavoro di Cabibbo ha permesso di capire dove cercare il motivo dell’esistenza delle cose: nel mescolamento dei quark. Egli stesso disse:
“Oggi per descrivere tutto quello che sappiamo sulle particelle elementari dell’Universo servono 20 parametri. 8 di questi descrivono il mescolamento e sono direttamente legati all’angolo che porta il mio nome."
I conferimenti ricevuti sono stati innumerevoli, citiamo solamente il Premio Enrico Fermi nel 2003 “per la sua teoria del miscelamento dei quark down e strange nei decadimenti deboli, in cui svolge un ruolo fondamentale il noto parametro, detto angolo di Cabibbo”. Il riconoscimento, forse, più giusto è venuto però a mancare. Nel 2008 Kobayashi e Maskawa ricevono il Nobel per la Fisica “per la scoperta dell’origine l’esistenza di almeno tre famiglie di quark in natura”. Manca un invitato speciale, manca colui che ha gettato le basi, che ha svolto i primi lavori; manca il nome di Nicola Cabibbo. Questo evento segnò buona parte della comunità internazionale dei fisici.
In foto un giovane Nicola Cabibbo, credits INFN
Storie Scientifiche
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