La fisica dei sistemi complessi, raccontata ad una quinta elementare

Dopo le vacanze estive, mi sono imbarcato in un progetto chiamato "Penne amiche della scienza". L'obiettivo del progetto è quello di incoraggiare il pensiero scientifico e promuovere la carriera scientifica. Come? Creando un collegamento tra gli scienziati di oggi (tra cui ci sarei io AHAHAHAHAH grasse risate) e quelli di domani, cioè ragazze e ragazzi che stanno frequentando gli ultimi due anni di scuola elementare o i primi due di scuola media. Il collegamento consiste in uno scambio di lettere che avviene durante tutto l'anno scolastico. Questa è la prima lettera, dove racconto alle ragazze e ai ragazzi di una quinta elementare in provincia di Bologna chi sono, cosa faccio nella vita e come caspita sono finito da Catania al Belgio in meno di due anni.

Buona lettura!

Namur, Belgio,

17 Novembre 2021

Care ragazze e cari ragazzi,

mi chiamo Luca e ho 27 anni. Sono felice di scrivervi e di conoscervi! Faccio ricerca all’università di Catania, in Sicilia, ma in questo momento mi trovo a Namur, in Belgio. Io, però, sono nato a Nizza Monferrato, una piccola cittadina in provincia di Asti, in Piemonte. Vi chiederete: “Come mai ti sei trasferito in Sicilia? E come mai ora ti trovi in Belgio?” È una storia lunga e avventurosa, ma partiamo dall’inizio. 

Come vi dicevo, sono nato a Nizza Monferrato, dove ho fatto le scuole elementari, le scuole medie e il liceo scientifico. Vi chiederete: “Hai frequentato il liceo scientifico perché ti piaceva la matematica?” In realtà, ho scelto di andare al liceo scientifico perché era l’unico liceo del paese. Fortunatamente, però, mi piacevano anche la matematica, la chimica e la fisica! Infatti, quando ho finito il liceo, ho scelto di iscrivermi alla facoltà di fisica, anche se, all’inizio, avrei voluto fare filosofia. Alle volte è difficile prendere una decisione! Come potrete immaginare, nella mia piccola città non c’è un’università. Quindi, a 19 anni, mi sono trasferito a Torino, una città bellissima e accogliente, in cui ho vissuto per sei anni. Finita l’università, mi sono trasferito a Catania (dall’altra parte dell’Italia!) per iniziare il dottorato di ricerca. Un dottorando (così veniamo chiamati) è ancora uno studente, ma uno studente molto particolare! Infatti, un dottorando non studia soltanto, ma insegna a studenti più giovani, fa ricerca, partecipa alle conferenze in giro per il mondo, organizza eventi nella sua università. Insomma, un sacco di lavoro! Tra le altre cose, un dottorando può fare ricerca, per un po’ di tempo, in un’altra università, anche fuori dall’Italia! Per questo motivo, a giugno mi sono trasferito a Namur, una piccola città in Belgio. Piccola, è vero, ma pur sempre una capitale! Namur, infatti, è la capitale della Vallonia, uno delle tre regioni che formano il Belgio: una città tranquilla ma piena di energia! Ecco una foto. 

Nella mia ricerca mi occupo della fisica dei sistemi complessi. Dal nome sembra essere una cosa molto complicata ma non sempre lo è! Anzi, il nostro obiettivo, spesso, è di mostrare come dei fenomeni complicati siano in realtà il risultato di azioni molto più semplici. Vi faccio un esempio. Avete mai visto uno stormo di uccelli in volo?  Eccone uno qui sotto. 

Quelli che vedete nella foto, sono centinaia e centinaia di uccelli che volano tutti quanti insieme, formando una specie di gigantesco animale. Vi chiederete: “Come fanno ad organizzarsi gli uccelli per formare lo stormo?” La risposta (forse un po’ deludente) è che gli uccelli non si organizzano affatto tra di loro. Semplicemente, ogni uccello cerca di imitare quello che fanno i loro vicini: se il mio vicino va a destra, io vado a destra, se il mio vicino scende in picchiata, io scendo in picchiata. E allora come è possibile che un meccanismo così semplice generi un comportamento così complicato? La fisica dei sistemi complessi cerca proprio di spiegare questo! 

Ma i fisici dei sistemi complessi non si occupano soltanto di studiare come si muovono gli animali quando sono insieme. Si occupano di molte altre cose! Alcuni fisici, ad esempio, studiano come funziona il nostro cervello, altri si occupano di capire come si diffondono le notizie sui social network, altri ancora di come una nuova malattia possa cominciare a girare per il mondo. Vi ricorda qualcosa quest’ultimo esempio? 

Vi potreste allora chiedere: “ma come è possibile che i fisici dei sistemi complessi studino cose così diverse?” La risposta, che ci crediate o no, sta nella matematica e, per essere più precisi, in una sua parte, che viene chiamata la “teoria delle reti”. È quello che studio io! 

Ma che cos’è una rete? Una rete è una sorta di grafico composto da due elementi: dei punti, che vengono chiamati “nodi”, e delle linee, che chiamiamo “link”, una parola inglese che significa “collegamento”. Ecco qui sotto un esempio: non vi ricorda il gioco in cui bisogna collegare i puntini per far spuntare una figura? 

Perché le reti sono importanti? Perché tante cose intorno a noi assomigliano ad una rete! 

Il nostro cervello, ad esempio, è una rete gigantesca, formata da miliardi di cellule, chiamate neuroni, collegate tra di loro. Il modo in cui i neuroni “parlano” tra di loro attraverso la rete sta alla base delle nostre emozioni, dei nostri ricordi e della nostra personalità! 

Volete un altro esempio di rete? Internet! Internet è una rete di siti collegati tra loro. Pensate che per parlare di internet usiamo la parola inglese “web”, che significa proprio “rete”! Lo sapevate che Google e altri motori di ricerca sfruttano proprio la teoria delle reti per permettervi di fare le vostre ricerche su internet? 

Insomma, esistono tantissimi esempi di reti! Ne riuscite a trovare degli altri?

Questa prima lettera finisce qui! Spero che l’abbiate trovata interessante! Volete sapere di più sulle materie che ho studiato per diventare un fisico? Volete qualche curiosità sul Belgio e sulla vita del ricercatore? Oppure volete che vi racconti qualcosa di più sul mio lavoro? Fatemelo sapere! E poi, raccontatemi di voi! Quali materie vi piacciono di più? Avete un’idea di che cosa volete fare nei prossimi anni? Non vedo l’ora di sapere di più su di voi! 

A presto allora!

Luca