Cervello e fisica dei quanti – Bosone di Higgs, cervello e libero arbitrio

17 maggio 2017 Ore 20:00 – Piccolo Eliseo, Roma
È possibile immaginare una “teoria unificata” che sappia spiegare cosmo e sistemi biologici, stelle e neuroni? E quale impatto avrà sulle vite di tutti?

Cervello  e fisica dei quanti – Bosone di Higgs, cervello e libero arbitrio

Il sogno dei fisici è sempre stato quello di avere una teoria unificata che potesse render conto di tutti i fenomeni osservati in natura, dalle stelle all’atomo. Essi hanno così scrutato le profondità dell’Universo e l’intima struttura della materia.

Due scoperte hanno recentemente premiato questo sforzo, le onde gravitazionali, previste già da un centinaio di anni da Einstein, e la particella di Higgs, dal nome del fisico inglese che insieme ad altri ne previde l’esistenza fin dagli anni sessanta. La rilevanza scientifica di tali scoperte è enorme.  Da un punto di vista applicativo, potremmo paragonare la scoperta delle onde gravitazionali a quella del telescopio, nel senso che, come nel caso del telescopio, l’orizzonte delle osservazioni cui possiamo accedere si allarga moltissimo, forse è il caso di dire, diventa sconfinato. Le onde gravitazionali diventano infatti esse stesse uno strumento di indagine per scrutare l’universo che ci circonda. Anche la scoperta della particella di Higgs apre vasti  orizzonti per la nostra conoscenza della struttura della materia con conseguenze anche applicative di estrema rilevanza. Essa conferma la visione che il vuoto quantistico gioca in realtà un ruolo fondamentale per le proprietà della materia. A parte aspetti specifici legati alla fisica delle particelle elementari, la scoperta può portare conseguenze importanti in tutti i settori applicativi dove le proprietà quantistiche del sistema sono cruciali, si pensi per esempio alle frontiere della microelettronica e all’ottica quantistica, e alle implicazioni per i computer quantistici, la cui realizzazione comporterà certamente un cambiamento nella nostra vita, nel mondo industriale, nella stessa attività di ricerca scientifica.

Ma il desiderio di conoscenza non si limita alla materia “inerte”, si estende ovviamente alla materia “vivente” e gli studi della biologia e delle neuroscienze si incrociano con quelli della fisica. Sempre più frequentemente nei laboratori in tutto il mondo il DNA e il neurone vengono studiati in uno sforzo comune da biologi e da fisici, prospettando vantaggi pratici di enorme interesse. Ad esempio, lo studio di meccanismi di comunicazione tra cellule fondati non esclusivamente sulla chimica ma anche sullo scambio di segnali elettromagnetici, potrebbe portare ad una più profonda comprensione della formazione di tessuti e quindi anche delle cause che ne determinano il disgregarsi come accade nei tumori. Oppure, lo studio del comportamento sincrono di milioni di neuroni, di come tale organizzazione neuronale possa essere generata o possa, al contrario, essere inibita da fattori di cui si possegga il controllo potrebbe essere di estrema utilità nella cura di patologie neurologiche.

I risultati e le applicazioni che emergeranno da questi studi interdisciplinari saranno dunque di importanza fondamentale per il genere umano e la visione che si raggiungerà sarà veramente una “grande unificazione”, dalla cosmologia e dalle particelle elementari ai sistemi biologici e al cervello.

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