Il 10 settembre 2008 quasi tutto il pianeta ha tirato un sospiro di sollievo. In Svizzera, nei pressi di Ginevra, a 100 m di profondità viene fatto passare un protone all'interno di un circuito acceleratore di particelle. Nessun problema, se non fosse che uno dei risultati non voluti poteva essere, secondo alcuni strilloni, la creazione di un buco nero.
Il CERN, Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire, nato come French Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, definito più propriamente come Laboratorio Europeo per la Fisica delle Particelle, è situato ad Ovest di Ginevra, sul confine franco-elvetico. I Paesi fondatori nel 1954 furono Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Grecia, Italia, Jugoslavia, Norvegia, Olanda, Regno Unito, Svezia e Svizzera. Negli anni successivi si aggiunsero anche Austria, Bulgaria, Finlandia, Polonia, Portogallo, Repubblica Ceca, Repubblica Slovacca, Spagna ed Ungheria.
Questo Consiglio nacque con l'intento di competere con gli Stati Uniti d'America nel campo della fisica nucleare. Il fondo iniziale era di 200 mila dollari, pari a circa 1.5 milioni di dollari attuali. I suoi lavoratori passarono, in cinquant'anni, da 120 a 2500 e gli scienziati di tutto il mondo che collaboravano con gli esperimenti del CERN passarono dai 400 nel 1965 ai circa 7 mila di oggi.
Dal XVI secolo alla fine del XIX i fisici avevano apparecchiature scientifiche che stavano su un tavolo, erano artigianali ed utilizzabili efficacemente da una sola persona. Oggi, nei grandi laboratori come il CERN o il Fermilab di Chicago, questi equipaggiamenti sono costruiti da grandi gruppi industriali e fatti funzionare da centinaia di scienziati ed ingegneri. Le pubblicazioni dei Rutherford, dei Curie o dei Maxwell venivano firmate da loro stessi, mentre oggi pongono in calce il loro nome decine di persone. Basti pensare che nel 1983 la pubblicazione che annunciava la scoperta dei bosoni W e Z (teorizzati già nel '68) e che portava il premio Nobel nella bacheca personale di Carlo Rubbia, era firmata da 138 scienziati di 12 differenti Paesi.
L'industrializzazione della scienza segue di pari passo il processo di industrializzazione della società. Esso raggiunse il suo apice con il Progetto Manhattan durante la Seconda guerra mondiale: da allora ad oggi il metro di valutazione di una potenza si basa, oltre che sulla militarizzazione dello spazio, anche sull'organizzazione industriale per la produzione di testate atomiche. Non è un caso che la Guerra Fredda tra USA e URSS per il mantenimento di un'Europa divisa, si basava sulla rincorsa agli armamenti spaziali e sul nucleare: nel confronto tra le grandi potenze la fisica delle alte energie (o fisica delle particelle) è un settore importante come quello spaziale.
A tal proposito Gordon Fraser, editore della rivista del CERN, scrive in "The Quark Machines", del 1997, che la conquista dello spazio interno del microcosmo subatomico non è meno impressionante della conquista dello spazio extra-terrestre, anche se molto meno visibile. Per indagare lo spazio interno, i satelliti sono i raggi di particelle subatomiche, come i protoni, e i potenti razzi per lanciare questi satelliti subatomici sono i grandi circuiti magnetici degli acceleratori di particelle.
Nel 2008 il CERN di Ginevra fa entrare in funzione il più avanzato acceleratore di particelle del mondo, l'LHC (Large Hadron Collider). Esso è situato a 100 metri di profondità, ha una circonferenza di 27 km e contiene più di 1600 giganteschi magneti alcuni dei quali sono lunghi 13 metri e pesano 19 tonnellate. Degno di un fumetto fantascientifico della Marvel, il progetto costò circa 4.6 miliardi di euro con un budget totale stanziato di 7.5. Per fare un confronto con l'esplorazione spaziale, la costruzione della capsula Orion, progetto NASA che inizialmente avrebbe dovuto portare l'uomo sulla Luna al posto degli Shuttles, ha un costo complessivo di 6 miliardi di euro.
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| Large Hadron Collider |
Ma il CERN è conosciuto (poco) anche per l'ideazione del World Wide Web, e dobbiamo alla fisica delle alte energie anche lo sviluppo dei computers, la crittografia moderna, il GPS, le immagini medicali, la superconduttività ed altre scoperte che hanno applicazioni nella biotecnologia, nella scienza dei materiali, nelle nanotecnologie.
La fisica delle particelle nel mondo, con i suoi 10 mila acceleratori di varie dimensioni, è un settore industriale consistente. Scrive, a ragione, Jeff Hughes dell'Università di Manchester in "The Manhattan Project" del 2003: "la scienza è diventata una forza economica e un indicatore chiave dello sviluppo economico". Ma non possiamo ancora stabilire il peso economico della scienza, ed il suo grado di sviluppo non può basarsi solo sulla quantità della spesa per la ricerca scientifica dei singoli Paesi. Bisogna analizzare come sono stati spesi questi soldi e che frutti hanno dato. Sono ingannevoli anche il numero di pubblicazioni scientifiche e dei brevetti, perché il loro contenuto qualitativo è differente. Le cifre quantitative possono darci solo un'idea, un ordine di grandezza approssimativo, ma la valutazione della potenza scientifica richiede uno studio puntuale, e comparato, della storia della scienza in ciascun Paese. Basti pensare che nel 1896 all'Accademia delle Scienze di Parigi vennero presentate più di 100 pubblicazioni sui raggi X e solo quattro sulla radioattività dell'uranio, eppure da questa scoperta ebbe il via tutta l'industria nucleare. Allo sviluppo della fisica nucleare hanno contribuito, in questo secolo, tutte le maggiori potenze industriali e migliaia di cervelli.
Nel lavoro dello scienziato lo scopo è sia l'indagine della natura per scoprirne le leggi, sia la definizione qualitativa e quantitativa delle proprietà degli oggetti naturali e industriali. Il mezzo di lavoro dello scienziato è lo strumento scientifico, la cui storia è inscindibile da quella della scienza. Galileo aveva il cannocchiale, Röntgen il tubo catodico, i coniugi Curie l'elettrometro piezoelettrico ed i nostri fisici nucleari hanno gli acceleratori di particelle. C'è un'industria delle apparecchiature scientifiche che evolve quindi in mutua dipendenza con gli altri settori industriali, passando nei secoli dall'artigianato alla grande industria.
Alla fine del XIX secolo la gran parte dei fisici indagava sulle cariche elettriche, sulla spettrografia, sui fenomeni termici. Essi utilizzavano tubi di vetro con elettrodi, bobine ad induzione e pompe per creare il vuoto. La tecnologia fornisce i mezzi di lavoro allo scienziato ed esso produce nuove scoperte scientifiche che, a loro volta, stimolano l'invenzione di nuovi strumenti. Il tubo catodico è la combinazione della tecnologia del vetro con quelle elettrica e pneumatica. Questa tecnologia è il materiale che lo scienziato trova a sua disposizione, ed è il prodotto dello sviluppo generale dell'industria. Galileo e Newton, pur essendo geni e padri della scienza, mai avrebbero potuto fare quelle scoperte che vennero fatte solo sul finire del Diciottesimo secolo. Così come uno Shuttle non può essere ideato se non dopo aver costruito un aeroplano.
Uno di questi fisici a cavallo del Novecento era il tedesco Wilhelm Röntgen, che studiava i fasci di elettroni (o raggi catodici) di un tubo sotto vuoto (o tubo catodico). Era il novembre del 1895 e Röntgen stava eseguendo alcune esperienze sui raggi catodici grazie al tubo a vuoto sviluppato dall'inglese William Crookes. Mentre il dispositivo era in funzione notò una fluorescenza intensa sopra una lastra di platinocianuro di bario poggiata sul tavolo di lavoro. Poiché, anche schermando il tubo con fogli di carta nera, la lastra continuava ad emettere luce, il fisico tedesco intuì che il dispositivo doveva emettere una qualche energia che trapassasse un mezzo opaco alla luce come il foglio di carta nera. Fu proprio mentre spostava la lastra che vide l'ombra delle ossa della sua mano e si convinse che quei misteriosi raggi (che chiamò appunto "raggi X", non conoscendone la natura) potevano attraversare anche i tessuti umani.
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| Wilhelm Röntgen |
Nel 1912 il fisico tedesco Max von Laue stabilì che questi raggi erano una radiazione elettromagnetica con una frequenza di miliardi di miliardi di Hertz, a differenza della luce visibile che, sullo spettro elettromagnetico, ha frequenza inferiore ai milioni di miliardi di Hertz e delle onde radio, la cui grandezza è intorno ai 300 miliardi di Hertz.
La scoperta di Röntgen portò numerosi scienziati a condurre esperimenti con i tubi catodici e le bobine ad induzione. Nel solo 1896 vennero pubblicati una cinquantina di libri e più di mille articoli sull'argomento. Il 20 gennaio di quell'anno l'ingegnere e fisico-matematico francese Henri Poincaré, in una relazione all'Accademia delle Scienze di Francia, pose il problema di indagare quale fosse la natura all'origine dei raggi X. Era presente anche il fisico Antoine Henri Becquerel il quale, tornato nel suo laboratorio, cominciò a fare esperimenti su diverse sostanze con varie lastre fotografiche.
In uno dei suoi esperimenti utilizzò sali di uranio per la preparazione di una di queste lastre, ma non essendoci luce solare per vederne la fosforescenza, ripose tutto in un cassetto. Dopo alcuni giorni senza Sole decise di sviluppare lo stesso la lastra e, con sua sorpresa, vide che la lastra era impressionata. L'uranio non aveva avuto bisogno della luce solare per penetrare la carta nera e quindi, le radiazioni, non essendo indotte da altre fonti, dovevano derivare dall'uranio stesso.
Come spesso accadeva, non solo le scoperte avvenivano casualmente, ma non venivano prese in considerazione se non dopo mesi o anni. In quei mesi, in particolar modo, la comunità scientifica internazionale era concentrata sui raggi X. Nel dicembre del 1897 il famoso scienziato inglese Lord Kelvin presentò alla Royal Society di Edimburgo il primo di una serie di articoli sulle radiazioni dell'uranio. Il suo obiettivo era quello di stabilire se i raggi emessi da quel metallo avessero un effetto ionizzatore, ossia se potessero elettrificare l'aria. E' molto probabile che i coniugi Marie e Pierre Curie abbiano preso visione di quegli articoli di Lord Kelvin. Dagli studi sull'origine delle radiazioni dell'uranio negli anni seguenti, i coniugi Curie scoprirono il polonio ed il radio ed aprirono una nuova era per la fisica.
Abbiamo intravisto come la scienza nella società capitalistica sia una delle forze produttive, sociale ma con appropriazione privata, ed in quanto forza produttiva, anch'essa è subordinata ai rapporti di produzione ed è quindi strumento della competizione politica, economica e militare tra le potenze.
