Si scrive "Mu2e" ma si legge "Muon t(w)o electron". Tradotto in italiano potrebbe essere "Da muone a elettrone". Sempre che l'istinto dei fisici sia giusto e dia il risultato sperato. È la nuova sfida verso la comprensione dell'Universo, il tentativo di fare un altro piccolo passo avanti per entrare in quei territori sconosciuti dove tutto è ancora un mistero. D'altra parte noi conosciamo soltanto il 4 per cento di tutta la materia che c'è intorno a noi. Il resto si divide tra "energia oscura" e "materia oscura" il cui nome è già un'ammissione di ignoranza. Dopo la scoperta del Bosone di Higgs, la "particella di Dio" individuata nel 2013, altri "tarli" punzecchiano i fisici impegnati nella ricerca dei segreti della vita e della storia delle famiglie di particelle da cui discendiamo.

È davvero una strana famiglia quella di cui è composto tutto ciò che è sulla Terra. Tra loro ci sono grassi e magri, timidi e sfacciati, giovani e anziani, anche molto anziani. E quasi tutti sono un po' trasformisti. I sei quark, ad esempio, che rispondono ai nomi di Up, Down, Strange, Charm, Beauty, Top (Truth per gli amici) possono in determinate circostanze cambiare caratteristiche all'interno del loro gruppo e prendere quelle di uno dei loro consanguinei, da Strange ad Up, ad esempio, oppure da Beauty a Down. Anche i loro cugini neutrini, che appartengono alla famiglia dei Leptoni, mutano sovente il colore della maglietta. Invece i loro fratellastri grassocci Muoni, Elettroni e Tau, restano sempre se stessi, in qualsiasi momento e in qualsiasi situazione della loro rapida vita.

Eccoli allora i Muoni che viaggiano quasi alla velocità della luce e solo pochi ostacoli riescono a bloccarli. Sono tanti: uno al secondo per ogni centimetro quadrato e ci trapassano senza che ce ne accorgiamo, senza neanche farci alcun danno perché non interagiscono e non modificano le nostre cellule. Ma perché sono così solitari e non si trasformano prendendo il posto dei loro fratelli di sangue un po' più magri, gli elettroni, anche loro della famiglia dei Leptoni? C'è qualcosa che manca in quell'albero genealogico e non permette di definire il puzzle necessario per vedere nuove strade da percorrere verso l'ignoto.

"La fisica conosciuta non prevede niente di tutto questo, ma nella ricerca bisogna anche avere il coraggio di guardare lontano, là dove in linea di principio non dovrebbe esserci nulla. Solo così si fanno passi avanti veri", spiega il professor Franco Cervelli, uno degli italiani che hanno scoperto il Top Quark e che ora fa parte del nuovo team di ricercatori pronto a seguire le orme del muone. Il Top Quark fu scoperto a Fermilab, nei laboratori di fisica delle particelle più importanti degli Stati Uniti. Anche "Mu2e" sta nascendo lì, a due passi da Chicago, nella terra che un tempo fu degli indiani e poi dei pionieri con le carovane a caccia di animali e di nuovi confini. Bizzarro il destino di quei 28 chilometri quadrati di prateria, dove i bisonti ancora pascolano dentro i recinti e qualche coyote si aggira all'ora del tramonto mentre i moderni cowboys lanciano le nuove sfide della scienza.

È il Farwest che si ripete ma questa volta ad essere scavalcate sono le frontiere delle galassie e non quelle del ranch vicino, anche se lì, nel villaggio di casette di legno dove abitano i fisici e gli ingegneri e nelle aree dove sorgono i numerosi laboratori, i nomi delle strade ancora ricordano le tribù indiane che occupavano quel territorio: da Che-che-Pinqua Street a Sauk boulevard, da Neuqua a Potowatomi, da Shabbona a Winnebago. E nascosto in un boschetto, delimitato da una staccionata su cui svetta la bandiera a stelle e strisce, un piccolo cimitero di pionieri sembra essere lì a difendere l' ultimo baluardo della Storia: le sue lapidi raccontano di bambini uccisi dalle epidemie, di colonnelli delle truppe federali che lì finirono il loro viaggio e di uomini e donne che il caso aveva portato in quella terra a vivere e a morire. In questo stesso cimitero c'è anche una lapide recente, quella di Robert Rathburn Wilson, un po' fisico, un po' scultore e un po' architetto, che ha ideato Fermilab nel 1967, realizzando lo stesso ambiente scientifico che era stato proprio dei laboratori di Los Alamos, dove Fermi e lui stesso avevano lavorato alla bomba atomica. Insieme alla moglie ha chiesto di essere seppellito con i pionieri che lo avevano preceduto, così da diventare un ponte tra l'audacia del passato e quella del futuro.

"Il Top Quark lo abbiamo scoperto a circa un millesimo di secondo dopo il Big Bang. Dopo è scomparso e oggi non c'è più. Se vedremo che il muone si converte in elettrone capiremo molto di più su che cosa è successo prima di quel millesimo di secondo", spiega il professor Cervelli, che oltre ad essere fisico sperimentale dell'Infn, insegna anche macchine acceleratrici all'Università di Pisa. Chi lo conosce sa che non demorde dai suoi obiettivi quando è convinto che il campo di battaglia sia quello giusto. "Nella scienza dobbiamo essere pronti anche alle sconfitte, ma se la nostra intuizione è vera, se riusciamo a provare che il muone si trasforma in elettrone, allora si aprirà una nuova frontiera della fisica su cui potersi incamminare anche per risolvere due dei grandi misteri ancora molto bui: la materia oscura e la scomparsa dell'antimateria".

Tutto è pronto a Fermilab per dare il via all'esperimento che vede "alleati" italiani, americani, tedeschi e inglesi. Il finanziamento di 260 milioni di dollari, nella stragrande maggioranza proveniente dal governo statunitense, è già stato approvato, e a ridosso della Wilson Hall sono cominciati i lavori per la costruzione del nuovo laboratorio dove i muoni verranno prodotti, imprigionati e osservati grazie a tre grossi magneti, di cui uno, quello centrale, sarà prodotto in Italia, nelle officine Asg Superconductors (ex Ansaldo) di Genova, che già hanno ricevuto la commessa. Un acceleratore di particelle produrrà i protoni, i quali arriveranno dentro il primo magnete dove avverrà la scomposizione nelle loro particelle elementari, tra cui i corteggiatissimi muoni. Così prodotti, questi saranno raccolti e filtrati attraverso il magnete centrale, quello di trasporto, che li accompagnerà fino alla "gabbia" finale, il terzo magnete. Qui verranno "catturati" dai nuclei di una targhetta di alluminio e costretti a girarvi intorno sostituendo gli elettroni. Avverrà la trasformazione auspicata? Per ognuno di loro i ricercatori hanno a disposizione circa un milionesimo di secondo prima che il muone decada.

La fisica delle particelle continua dunque la sua strada mentre gli astrofisici seguono quella delle onde gravitazionali appena scoperte negli Stati Uniti dalle due grosse antenne di Ligo. Dove si incontrano le due ricerche? "Per ora non si incontrano", risponde il professor Cervelli. "Il Modello Standard è figlio della meccanica quantistica e il legame con le onde gravitazionali non lo abbiamo ancora trovato. Oggi la fisica scorre su due binari paralleli, separati, ma è difficile pensare che possano restare tali, dal momento che sia le particelle che la gravità sono nate dopo il Big Bang. Ad un certo momento dovrà dunque esserci una convergenza, ma ancora non sappiamo dove e come".

Complicata, allora, questa natura, che sembra fare di tutto per non farsi scoprire, che ci fa soffrire le pene dell'inferno per darci qualche soddisfazione... "Macchè complicata!", replica Cervelli. "La natura è semplicissima e funziona benissimo. Sta a noi trovare gli strumenti giusti per capirla. Noi usiamo il linguaggio della matematica e della geometria per interpretarla, ma non dimentichiamoci che la natura di per sé non si esprime con la matematica...".

"Acqua alle funi", suggerì gridando un marinaio di Bordighera quando le corde rischiarono di cedere durante l'innalzamento del grande obelisco in piazza San Pietro. Era il 1586 e lui fu così tanto audace da sfidare la pena di morte stabilita per chiunque avesse parlato durante i lavori. "Acqua alle funi" ha fatto scrivere Wilston sul monumento davanti al palazzo delle conferenze, dove i novelli pionieri si riuniscono per decidere gli esperimenti da cui dipende il futuro della nostra conoscenza e del nostro stesso vivere. La natura, forse, tiene stretti i suoi segreti, ma la fortuna aiuta gli audaci. Qualche volta.