Le segrete simmetrie della natura

Domenica 16 marzo il pubblico di Infinitamente è stato trasportato da Gian Francesco Giudice alla scoperta delle leggi nascoste che regolano la natura e l'intero universo

Dall’arte alla matematica, la mente umana ha sempre visto nella simmetria una fonte di ispirazione e un sinonimo di bellezza. I recenti progressi nella fisica hanno però svelato come la simmetria sia molto più di un semplice canone estetico umano, ovvero l’elemento chiave che determina le leggi fondamentali della natura. A parlarne nell'incontro "Le segrete simmetrie della natura" tenutosi domenica 16 marzo all'auditorium della Gran Guardia è stato Gian Francesco Giudice, ricercatore del Cern di Ginevra e fisico teorico delle particelle elementari. L'evento è stato coordinato dalla giornalista Simona Regina. A portare il saluto dell'università di Verona è stata Francesca Monti, docente di Informatica quantistica all'ateneo scaligero.

La simmetria in natura. Spesso si utilizza il termine simmetria osservando un fiore, un animale o un fenomeno naturale.Perchè le forme naturali usano così tanto la simmetria? Non tanto per motivi filosofici o astratti, ma per scelte funzionali come nel caso della forma esagonale delle celle delle api. Come ha spiegato Giudice, esiste un legame tra le forme naturali ed il matematico pisano Fibonacci. Fibonacci è noto soprattutto per la sequenza di numeri da lui individuata e conosciuta, appunto, come "successione di Fibonacci" in cui ogni termine, a parte i primi due, è la somma dei due che lo precedono. Una particolarità della sequenza o successione di Fibonacci è che il rapporto fra le coppie di termini successivi aumenta progressivamente per poi tendere molto rapidamente a un numero noto con il nome di rapporto aureo o sezione aurea. Se rappresentata in geometria la sequenza di Fibonacci dà luogo ad una spirale, forma molto comune in natura come nelle conchiglie, gli uragani o i girasoli. Ciò spiega perchè la mente umana percepisca come qualcosa di esteticamente bello ciò che presenta una certa simmetria.

La simmetria in matematica e fisica. La simmetria, però, non è solo un canone estetico ma un principio scientifico esatto entrato a far parte della matematica non tanto dalla geometria quanto dall'algebra. «Il concetto di simmetria fece la sua comparsa solo nel 1832 ad opera di un giovanissimo matematico francese, Évariste Galois – ha spiegato Giudice – La sua fu una vita vissuta intensamente tra matematica, politica e un amore breve e non corrisposto, sfociato nel tragico duello che gli costò la vita a soli vent'anni. Galois non era un matematico di successo, fallì per due volte l'ammissione all'École Polytechnique. Tuttavia, la notte prima di morire, certo che la fine stesse per giungere, Galois si gettò a capofitto sui propri appunti redigendo tre memorie destinate a mutare profondamente la matematica». Galois si chiedeva cosa rendesse risolvibili le equazioni di quarto grado e non quelle di quinto grado o superiore. Trovò la soluzione nel principio della simmetria, concepita non come una forma o un numero ma come un'operazione di trasformazione che mantiene invariate certe proprietà. In fisica, invece, la simmetria è entrata ancora più tardi con la scoperta del mondo microscopico e delle particelle elementari. Grazie alle ultime ricerche scientifiche si è scoperto che tutte le quattro forze fondamentali, alla base dei fenomeni fisici e responsabili della struttura della materia e dell'universo, sono regolate dallo stesso principio di simmetria.

18.03.2014