La rottura di simmetria è un processo importante sia nell’evoluzione biologica che nell’evoluzione dell’universo. Ovunque la struttura diventa più complessa, la simmetria è persa. E’ questa rottura della simmetria che i teorici stanno provando a capire, ma al contrario. Perché all’inizio dell’universo, esso era perfettamente simmetrico; poi si raffreddò, in un istante: addio simmetria, benvenuto al più complesso e vario mondo della fisica delle particelle!

Il progresso nella fisica strettamente legato alla capacità di separare l’analisi di un fenomeno fisico in due parti. Prima di tutto, ci sono le condizioni iniziali che sono arbitrarie, complicate e imprevedibili. Poi ci sono le leggi della natura che riassumono le regolarità che si incontrano in un fenomeno e che sono indipendenti dalle condizioni iniziali. Le leggi sono spesso difficili da scoprire proprio perché possono essere nascoste dalle condizioni iniziali irregolari o dagli effetti di fattori incontrollabili che entrano in gioco nel fenomeno.

I principi di simmetria giocano un ruolo fondamentale nelle leggi della natura. Infatti, l’abilità di ripetere esperimenti in posti e tempi diversi è basata sull’invarianza di queste leggi sotto traslazioni di spazio e tempo. Se ci soffermiamo a pensare, ci sono tantissime simmetrie spazio-temporali intorno a noi nella realtà di tutti i giorni: i lati destro e sinistro di un corpo, il disco circolare del Sole e della Luna, il pattern di uno sfondo, o anche un ritmo musicale ripetuto. Tutto questo ci fa capire quanto la simmetria sia fondamentale per descrivere le leggi della fisica. Esse si possono, infatti, esprimere in questo modo: qualcosa rimane immutato in tutti i tempi e in tutti i posti.

Ora, dall’altra parte della medaglia, se un sistema evolve in uno stato ancora più diversificato e complesso, avrà molte più caratteristiche da descrivere e conterrà molte più informazioni. Per esempio, l’acqua sembra la stessa in tutte le direzioni, ma quando cambia stato e diventa un fiocco di neve, diventa più complessa. Adesso la situazione è cambiata: il cristallo di un fiocco di neve sembra lo stesso solo in sei direzioni. Questo è un esempio macroscopico di rottura di simmetria.

Questo fenomeno è ugualmente importante nel mondo della fisica delle particelle. Senza di esso, la materia come la conosciamo oggi sarebbe stata del tutto diversa, o, addirittura, non ci sarebbe stata affatto. E’ grazie a una rottura di simmetria che la materia ha “vinto” sull’antimateria e che l’universo si è popolato dei tasselli fondamentali di cui siamo fatti. E’ grazie alla rottura di simmetria che essi, poi, hanno acquisito una massa e che, quindi, noi siamo fatti proprio così come ci conosciamo! Infatti, la rottura di simmetria è la base dell’esistenza del Bosone di Higgs, l’ultimo pezzo mancante del modello più semplice mai pensato che descrive la realtà in cui viviamo a partire dai suoi componenti fondamentali, le particelle.

La simmetria è bella, è vero!, ma senza la sua rottura, non saremmo qui a parlarne!