Breve storia dell'elettrodinamica quantistica

Elio Fabri

Ultima revisione: 2-5-98


Premessa

Questo scritto è stato motivato dalle discussioni sul newsgroup it.scienza: mi sono infatti accorto che l'interesse per gli sviluppi della moderna fisica teorica si accompagnava a una scarsa informazione su tutto ciò che li ha preceduti.
A parte le solite considerazioni sui fondamenti della meccanica quantistica, sembrava che dalla nascita di questa alle teorie più recenti non vi fosse altro.
Ho così pensato di contribuire, con un modesto tentativo, a colmare questa lacuna.
Questo è uno scritto divulgativo, e perciò non può approfondire molte questioni anche importanti, coi consueti limiti che ciò comporta. Allo stesso tempo, potrebbe essere utile (almeno nelle mie intenzioni) anche a chi sa abbastanza di fisica ma non ha avuto occasione di ripercorrere lo sviluppo storico di certe idee. Come cercherò di spiegare, le idee di base dell'elettrodinamica quantistica (QED) sono ancora l'ispirazione fondamentale di quasi tutta la fisica teorica delle interazioni fondamentali che si fa oggi; perciò il loro sviluppo dovrebbe costituire una base culturale per un giovane fisico teorico.

La sigla QED produce l'ovvia associazione con un libro piccolo ma famoso di Richard Feynman: mi riferisco a QED: The Strange Theory of Light and Matter (esiste anche la traduzione italiana Adelphi). Ma l'associazione è impropria per più ragioni.
Prima di tutto, Feynman è uno dei fondatori della teoria, oltre a essere forse il maggiore fisico teorico della seconda metà di questo secolo. Chi scrive è invece solo uno tra i molti che si sono basati su quelle idee per parte del proprio lavoro.
Poi il proposito delle quattro lezioni di Feynman è di spiegare QED ai profani, con un approccio originalissimo e molto efficace - a mio giudizio - nella parte iniziale, meno nella seconda parte. Feynman dichiaratamente non crede in una presentazione storica: a proposito di un accenno di storia, che lui stesso fa, ecco che cosa scrive:

... quella che vi ho delineata è ciò che chiamo "la storia della fisica fatta da un fisico", che non è mai giusta. È una specie di storia-mito convenzionale, che i fisici raccontano ai loro studenti, e questi ripetono poi ai loro studenti, ma che non è necessariamente correlata al vero sviluppo storico, che in realtà io non conosco!

Anche il mio scopo non è tanto di fare storia, quanto di descrivere, come ho già detto, il filone di pensiero che sta dietro alla fisica delle interazioni fondamentali fino ai nostri giorni.

Un'ultima questione: perché fermarsi a QED e non affrontare quello che è successo dopo?
A parte che non potrebbe più chiamarsi "breve storia" (già così è forse troppo lunga) c'è una difficoltà tecnica: i concetti (e la matematica con cui vengono espressi) si sono andati progressivamente complicando, e se già è problematica la possibilità di spiegare che cosa sia QED a chi non ha sufficienti basi fisiche e matematiche, le speranze diventano sempre più tenui man mano che ci si avvicina al presente.
Ma poi c'è una ragione personale. La mia conoscenza di QED è abbastanza di prima mano: come accennavo sopra, è stata parte della mia attività di ricerca. Non è lo stesso per la fisica teorica più recente. Perciò per raccontare quest'ultima passo volentieri il testimone a chi se la sente. Ne sutor supra crepidam...

Per finire: uno scritto concepito per WWW è per sua natura in evoluzione. Accoglierò quindi con piacere tutti i commenti, le indicazioni di errori (che ci saranno di certo) o comunque di modifiche atte a renderlo più efficace per gli scopi che mi sono proposto.
Per la stessa ragione, chi legge faccia attenzione alle date di revisione indicate all'inizio di ogni puntata.


Inizio...