Stiamo studiando la possibile violazione del principio di esclusione di Pauli: intervista a Catalina Curceanu

“Con questa ricerca potremmo arrivare al Nobel oppure all’Ignobel”. Questa la frase con cui la prof. Catalina Curceanu inizia a parlare delle sue ricerche, e si capisce subito la dose di ironia e di leggerezza con cui affronta una materia così complessa come la fisica.

“Stiamo studiando la possibile violazione del principio di esclusione di Pauli, uno dei capisaldi della fisica moderna e della nostra comprensione dell’Universo” inizia a spiegarmi Catalina “verificando se possono esistere due elettroni in un atomo con esattamente gli stessi numeri quantici”.
Bene, per me è quasi arabo, ma con la grazia che è concessa a poche persone, la prof. Curceanu mi spiega che cosa significa. Nell’ambito dell’esperimento VIP ai Laboratori sotterranei del Gran Sasso Catalina e il suo staff stanno provando a “costruire” atomi “impossibili”. Cioe’ atomi di ram con tre elettroni nello stato fondamentale. In un atomo “normale” possono esistere al massimo due elettroni sul livello fondamentale – due elettroni con spin opposti. L’esistenza degli atomi “impossibili” dimostrerebbe la violazione del principio di esclusione di Pauli, una vera rivoluzione nella fisica e nella scienza, con implicazioni che vanno dalla biologia alle…stelle. Come si arriva a immaginare e strutturare ricerche di questo genere? Per chi non è del settore è difficile capire come si costruiscono certe ricerche. Catalina mi spiega che “da un lato cerchiamo di sfruttare al massimo le possibilità degli strumenti e delle tecnologie che abbiamo. In Italia abbiamo veramente dei centri di eccellenza riconosciuti a livello internazionale, come quelli di Frascati e del Gran Sasso. Quest’ultimo è specializzato in ricerche molto particolari, quali la caccia alla materia oscura, oppure allo sfuggevole neutrino, oltre che a quella degli atomi “impossibili”. Continua la prof. “dall’altro lato usiamo le previsioni delle teorie, che ci guidano sulla strada impervia, ma affascinante, verso nuove scoperte. Un po’ come è stato fatto per il Bosone di Higgs: in quel caso sapevamo cosa cercare e quale era il comportamento atteso di quelle particelle, si doveva “solo” trovare il modo per vederle. Nel caso dell’esperimento VIP già 50 anni fa O.W. Greenberg ipotizzò la possibilità della violazione del principio di esclusione di Pauli; ora abbiamo gli strumenti per verificare con grande precisione se questo processo è veramente possibile”.

A questo punto mi chiedo, ma a che serve sapere se questo mitico Principio di Pauli può essere violato o meno? Catalina ride: “Serve per conoscere meglio quello che sta intorno a noi e anche….noi stessi. E se non fosse abbastanza, senza la scoperta della meccanica quantistica non potremmo nemmeno parlare al cellulare. Oggi la ricerca sub-atomica, la conoscenza delle particelle e delle loro interazioni sono indispensabili in molti campi che ci sembrano distanti. Grazie ai raggi X, ai rivelatori al silicio che sono stati sviluppati per misurarli, possiamo studiare, per esempio, processi rilevanti in biologia e nella genetica e provare a capire come si sviluppano alcune malattie”. Quando sappiamo come funzionano, poi è più facile trovare le cure, ci sono arrivata perfino io.

Una storia iniziata con le stelle, con la meraviglia per quell’enorme volta costellata di puntini luminosi che scatenano in tutti noi stupore e curiosità. Da bambina anche Catalina Curceanu, oggi primo ricercatore dell’INFN di Frascati, rimaneva incantata da quello spettacolo naturale notturno e da tutte quelle strane figure che vengono fuori unendo le strane e minuscole, viste da lontano, lampadine appese nel cielo.

Una passione che non è mai venuta meno, ma ha cambiato leggermente direzione andando più verso la fisica nucleare, che non verso l’astronomia, ed è maturata nello studio delle particelle, del micro universo della fisica sub atomica. E guarda caso, parte di queste ricerche, come l’esperimento SIDDHARTA all’acceleratore DAFNE di Frascati, che studia i quark strani aiutano anche a capire meglio proprio le stelle, nello specifico quelle di neutroni.

Arrivata a Frascati per una borsa di studio di tre mesi, oggi la prof. Curceanu non solo è rimasta in Italia ma svolge e coordina numerose ricerche in vari laboratori del mondo: Laboratori Nazionali di Frascati, Laboratori del Gran Sasso, Trieste, Cern di Ginevra e JPARC in Giappone.

Quello che colpisce chiacchierando con la prof. Curceanu è il suo entusiasmo, la sua passione per quello che fa e la voglia di spiegarlo anche ai “profani” usando un linguaggio semplice e chiaro.

Una vera è propria missione che, nel corso degli anni, ha preso un posto importante nelle attività di questa professionista che dedica tempo ed energie alla divulgazione scientifica, soprattutto verso i più giovani, dalle elementari alle superiori. Questa passione l’ha portata anche a pubblicare un libro divulgativo “Dai buchi neri all’adroterapia. Un viaggio nella Fisica Moderna” (Springer – i Blu), un libro che ha come motto: “Tutto quello che avreste voluto sapere sulla fisica moderna ma non avevate nessuno a cui chiederlo!”.

Non è un caso che a marzo Catalina Curceanu abbia vinto il terzo posto alla 50sima edizione del Carnevale della Fisica, un riconoscimento per chi esegue i migliori lavori di divulgazione scientifica verso un pubblico non specialistico. La prof. Curceanu partecipa anche questo mese all’evento e a molte iniziative per diffondere la cultura scientifica.
Stay tuned!

Alcuni link utili per approfondire

http://www2.lngs.infn.it/it/esperimenti/attuali/vip-left-ita

http://www.springer.com/it/book/9788847052406

http://www.gravita-zero.org/2013/08/dai-buchi-neri-alladroterapia-catalina.html

http://www.carnevaledellafisica.it/2015/04/i-vincitori-al-carnevale-della-fisica.html

https://www.youtube.com/watch?v=JRAig1qShMg