Sciacalli da terremoto, e il loro codazzo di creduloni.

Che cosa intendiamo realmente quando chiediamo che ci "prevedano un terremoto"?

Il terremoto che ha colpito Amatrice e le zone limitrofe ha di nuovo dato voce ai ciarlatani che affermano di poter prevedere un terremoto, ignorati dalla scienza che essi chiamano ufficiale. Sono quelle persone che nella vita fanno o hanno fatto tutt'altro, tipo - ne scelgo uno a caso - l'elettricista in pensione, e tuttavia si spacciano per esperti di sismologia ("...ero in America per lavoro quando ho avuto notizia della scossa..."  Per lavoro? Che lavoro?). Quelle persone che "dopo" lo avevano previsto, e "i dati parlavano chiaro". Quelli che sul loro sito riportano le misure dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) come se fossero le loro, condite da preziosi consigli molto umani del tipo "se c'è il terremoto state fuori di casa", oppure "potrebbero esserci altre scosse" (mavalà? E noi che credevamo che il terremoto era una roba da una botta e via!). Quelli che già all'Aquila lo avevano previsto, e poi si scopre che lo avevano previsto a Sulmona in un altro periodo, nonostante all'Aquila ci fossero già state numerose scosse, sbagliando quindi non solo il luogo ma anche la data, tanto che si sono pure beccati una denuncia per procurato allarme.

E poi c'è chi crede ai ciarlatani. Chi li ascolta e li ringrazia su Facebook come fossero dei santoni. Perché la caratteristica dei ciarlatani è sempre questa, qualunque sia il loro campo di azione: dalle cellule staminali al cancro, dalla fusione fredda al terremoto, si propongono al mondo come i paladini incompresi della Verità, i Don Chisciotte che lottano contro l'establishment, osteggiati dai potenti ma vicini al popolo che per questo li adora. Chi crede a questa gente pensa evidentemente che sia possibile che un'intera comunità scientifica si sbagli sulla previsione dei terremoti, e abbia invece ragione uno che nella vita ha sempre fatto tutt'altro. Suppongo quindi che questa gente se si deve operare di appendicite non vada dal chirurgo ma dall'amico commercialista che ha la passione della medicina, e il dente del giudizio se lo fa togliere dal postino, che ha studiato come fare sul sito viaidentifacilefacile.com.

E poi sulla previsione dei terremoti proviamo un attimo a collegare il cervello e ragionare. Chiediamoci innanzitutto che cosa intendiamo noi, popolo inesperto che discute su Facebook, quando parliamo di previsione di terremoti. Noi, gente che si indigna perché l'elettricista in pensione ci dice che lo sbuffo di Radon misurato 20 giorni fa è stato ignorato dagli scienziati, cosa chiediamo da una previsione di un terremoto? Quale caratteristica deve avere la previsione di un terremoto per lasciarci soddisfatti? Come dovrebbe essere per dire che la scienza ha fatto finalmente il suo dovere? Quanto precisa e circostanziata dovrebbe essere per non farci poi invece incazzare maggiormente e sfogare la nostra indignazione sui social network verso i politici e gli scienziati incapaci? Cosa avremmo voluto sapere quando ci lamentiamo che potevamo essere avvisasti dell'immane tragedia che stava per abbattersi?

Chiediamoci questo, e poi chiediamoci se quello che è capace di darci l'elettricista in pensione o chi per lui soddisfa le nostre richieste su quello che intendiamo per "previsione di terremoto".

Immaginiamo quindi che domani, accendendo la tv, ci dicano che nella nostra città accadrà un terremoto di magnitudo molto alta. Un terremoto potenzialmente devastante. Per prima cosa vorremmo sapere "quando" ci sarà il terremoto. E qui viene il punto.  Infatti siccome nessuno, nemmeno l'elettricista in pensione, può dire ora, giorno e luogo esatti, ma solo dare al massimo una probabilità entro un certo periodo di tempo che tipicamente è molto poco definito, quello che potrà succedere è che la gente se ne fregherà se la previsione ha grandi incertezze.

D'altra parte qualunque esperto (vero) di terremoti vi dirà che l''Appennino centrale e meridionale è un territorio ad alto rischio sismico, e se prendete una zona a caso, la probabilità che prima o poi vi avvenga un evento sismico importante è molto alta. In media in Italia avviene un terremoto di magnitudo superiore a 6 ogni 10-15 anni. Nonostante questo sia ben noto, e può essere inteso a tutti gli effetti come una previsione sostanzialmente certa, la gente continua a vivere in paesi che hanno la pistola puntata alla tempia, abitando in case che certamente non potrebbero resistere a un sisma di grande intensità. E continua a viverci senza nemmeno fare interventi di consolidamento delle costruzioni. In California, ad esempio, sanno del famoso "big one" che pende come una spada di Damocle, ma continuano a fare quello che fanno, come se niente fosse. Quindi questo vuol dire che una previsione generica di un evento sismico non è quello che noi chiamiamo "prevedere i terremoti", dato che, alla luce dei fatti, di queste previsioni ce ne freghiamo alla grande.

Quindi se non ti mettono il pepe al culo con una previsione più che precisa i fatti ci insegnano che non ti preoccupi più di tanto. Ovvero se la previsione non è più circostanziata di quella che fanno già gli scienziati, è inefficace. Benissimo, allora rendiamola più circostanziata!  Supponiamo che ti dicano che "entro due mesi ci potrebbe essere un terremoto". Certo, alcuni potrebbero preoccuparsi. Ma cosa credi che la gente smetta di lavorare, chiuda case, scuole, alberghi e negozi e vada alle Maldive in attesa del terremoto? Lasciando il paese in mano agli sciacalli, che quando tornano non ci trovano nemmeno lo zerbino? Una previsione del genere è garantito che non può indurre la gente a smettere di fare quello che fa e scappare. Al massimo metterà ansia, forse panico, ma poco altro, perché non è pensabile che la gente smetta di vivere per mesi in attesa di qualcosa che non si sa quando avverrà.

Allora diamo una previsione molto precisa, per far capire alla gente che non è una cosa da prendere sottogamba. Se sei uno che asserisce di saper prevedere i terremoti e hai migliaia di followers su Facebook puoi dire, se hai le palle e sei veramente convinto di essere nel giusto, che il gioro X più o meno qualche giorno ci sarà un grosso terremoto nella zona compresa tra i paesi Y e Z. Evvai! A questo punto se la gente non scappa è proprio scema!

Perfetto, questo sarebbe quello che in tanti intendono per "prevedere i terremoti". La gente probabilmente sarebbe presa dal panico, molti scapperebbero, spesso in modo disorganizzato con tutto quello che ne consegue, salvo quei pochi avventati che non credono agli elettricisti in pensione che si dilettano di sismologia. Se però avvenisse effettivamente il terremoto proprio in quella ristrettissima finestra spazio-temporale prevista, si salverebbero molte vite! Se avvenisse.

Ma se invece non succede niente? Come d'altra parte è molto probabile che accada, perché nessuno, nemmeno gli elettricisti in pensione con l'hobby della sismologia, sanno dare previsioni così circostanziate sugli eventi sismici, anche se lo danno a credere. In questo caso cosa farà la gente se passata una settimana dalla previsione del terremoto non è successo ancora niente?

Semplice, tornerà a casa. Perché mica siamo tutti mantenuti! Mica possiamo starcene senza fare niente in albergo per mesi senza lavorare perché qualcuno ci ha detto che ci sarà un terremoto che invece non arriva! E la volta dopo, quando il nostro eroe dirà "scusate, la volta scorsa mi ero sbagliato, non avevo valutato bene i dati, ma stavolta invece sono sicuro!", si fiderà molto meno della sua previsione.

E il risultato quale sarà? Sarà che se e quando arriverà la scossa, questa coglierà tutti nel sonno impreparati come se la previsione non fosse mai avvenuta. Perché, casomai non fosse chiaro, nemmeno gli elettricisti in pensione riescono a prevedere i terremoti in modo così infallibile e preciso come si richiederebbe da una "previsione di terremoto" che torni utile. Anche se hanno migliaia di followers su Facebook.

E quindi, cari previsori di terremoti che fate proseliti su Facebook, e cari quelli che gli credono e li osannano come santoni, lasciatemi dire che non avete proprio capito che cosa significhi fare prevenzione nel caso dei terremoti.

Perché vedete, la prevenzione non è prevedere il terremoto, dato che qualunque previsione sarà comunque affetta da incertezze enormi tanto da vanificarne in pratica l'efficacia. La vera prevenzione è costruire case che garantiscano sufficiente sicurezza qualora dovesse arrivare il terremoto, senza doversi preoccupare di quando arriverà. Case che permettano alla gente di vivere serena, di lavorare, di dormire, con la ragionevole certezza che, qualora dovesse arrivare un terremoto anche forte, quella casa non si sbriciolerà, ma al massimo potrà cadere qualche pezzo di intonaco o un cornicione, senza tuttavia uccidere nessuno. Oltre, eventualmente, a imparare come comportarsi in caso di scossa sismica, come fanno in Giappone e in altri luoghi dove la scala Richter è di casa.

Invece da noi si continua consapevolmente a vivere in zone in cui la probabilità di un evento sismico importante è notoriamente alta (questa è una previsione certa!), abitando in case assolutamente inadatte a resistere a scosse violente senza tuttavia effettuare alcun tipo di consolidamento alle strutture, nemmeno i più semplici, salvo poi chiedersi se si poteva prevedere il terremoto dopo l'ennesima strage. Ma il terremoto era già stato previsto!

Quindi, per favore, smettetela una volta per tutte di scassare la minchia dopo ogni terremoto lamentandovi che non era stato previsto, e sperare che la scienza sia capace di prevederveli per tempo. Smettetela perché voi per primi, come tutti gli altri, me compreso, non sapreste che farci della previsione dei terremoti se questa non fosse assolutamente certa. E siccome una previsione di un evento sismico non potrà mai essere assolutamente certa, perché prevedere il comportamento della crosta terrestre è un filo più complesso dei problemini di fisica delle superiori, dato che le variabili in gioco sono ennemila e la loro conoscenza è tutt'altro che perfetta,  per favore basta con questa storia tutte le volte, e incazzatevi piuttosto perché le case non sono costruite in modo sicuro!


PS: mentre scrivevo questo articolo ho appreso che il Codacons ha prontamente richiesto al presidente della Regione Lazio di aprire un'indagine immediata sulla protezione civile per:

"...accertare se prima di questa notte il centro sismologico e la Protezione civile regionale abbiano registrato movimenti sismici nelle aree interessate dal terremoto. Sembra infatti impossibile che un sisma di tale potenza non sia stato preceduto nei giorni scorsi da precisi segnali di allarme in grado di portare ad iniziative a tutela della popolazione."

Il Codacons chiede se prima ci sono state altre scosse. E gli sembra impossibile che non ci sia stata nessuna evidente avvisaglia tale da far evacuare la gente! Ma veramente il Codacons crede che "altre scosse" siano un indicatore di un terremoto disastroso imminente? Ha mai provato, il Codacons, a guardare quante scosse di terremoto ci sono ogni giorni in Italia e nel mondo? Ha mai provato a dare un'occhiata nella pagina dell'INGV, che pubblica questa lista giorno per giorno? Ha qualche vaga idea, il Codacons, di cosa sta parlando?

Metto qua sotto la schermata, tratta dal sito dell'INGV che ho indicato sopra, della lista degli eventi sismici nei giorni immediatamente precedenti l'evento disastroso di Amatrice. Se ne deduce che, secondo il Codacons, la protezione civile avrebbe dovuto allertare e magari far evacuare le popolazioni del Gargano, di Macerata, di Parma, della Calabria, di Palermo, di Ravenna, dell'Aquila, di Forlì, di Messina e del Tirreno meridionale. Eppure, sembrerà impossibile al Codacons, ma nei giorni precedenti non c'è stata nemmeno una scossa nella zona dove poche ore dopo si è scatenato il finimondo! Ma guarda un po' questi terremoti che dispettosi, che non si comportano come vorrebbe il Codacons! Sembra impossibile, eh?

Questo è quindi il comitato che dovrebbe difendere i consumatori?  Ma io voglio un comitato che mi difenda dall'incompetenza del Codacons, piuttosto!

 

Data e Ora (UTC)	Magnitudo	Provincia/Zona
2016-08-23 23:14:07	2.7	Costa Garganica (Foggia)
2016-08-23 18:48:19	2.0	Macerata
2016-08-23 11:42:07	2.3	Parma
2016-08-23 08:59:06	2.8	Isole Eolie (Messina)
2016-08-23 08:37:39	2.1	Potenza
2016-08-23 06:56:08	2.4	Palermo
2016-08-22 21:36:14	2.2	L'Aquila
2016-08-22 06:49:41	2.4	Ravenna
2016-08-22 05:05:30	2.1	Ravenna
2016-08-22 02:48:59	2.1	Costa Garganica (Foggia)
2016-08-21 21:27:42	2.3	Costa Calabra sud orientale (Reggio di Calabria)
2016-08-21 03:45:27	6.2	South Georgia & the South Sandwich Is. [Sea]
2016-08-20 21:47:28	2.3	Costa Marchigiana Fermana (Fermo)
2016-08-20 09:01:26	6.2	Off east coast of Honshu, Japan [Sea: Japan]
2016-08-20 09:00:20	2.7	Costa Calabra sud occidentale (Catanzaro, Vibo Valentia, Reggio di Calabria)
2016-08-20 07:10:23	2.2	Costa Marchigiana Fermana (Fermo)
2016-08-19 22:42:35	2.3	Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 16:41:52	2.1	Forli' Cesena
2016-08-19 13:23:30	2.7	Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 07:32:26	7.3	South Georgia & the South Sandwich Is. [Sea]
2016-08-19 07:20:25	2.9	Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 06:42:15	3.4	Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 01:33:11	2.1	Cosenza
2016-08-18 18:05:08	2.3	Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-18 05:30:42	2.2	Messina

Quando la statistica gioca brutti scherzi

Lo scorso dicembre 2015 la comunità dei fisici delle particelle, e in particolare quella che ruota attorno agli esperimenti di LHC del Cern, ha avuto un'iniezione di adrenalina come non avveniva da tempo. L'ultima era stata quando il bosone di Higgs aveva cominciato a manifestarsi come una timida gobbetta che spuntava dal rumore di fondo, primo indizio di una possibile futura importantissima scoperta, rivelatasi poi tale. Nel dicembre 2015 è successo che nei dati raccolti durante l'anno appena finito dai due esperimenti Atlas e Cms, corrispondente al primo periodo di presa dati alle energie massime raggiungibili a LHC (13 TeV nel centro di massa) c'erano indizi che ci potesse essere qualcosa di molto interessante e per certi versi completamente inaspettato. Infatti entrambi gli esperimenti osservavano un eccesso di dati rispetto al fondo atteso. Proprio come era già accaduto con l''Higgs.

Questo eccesso, che era visibile nel numero di coppie di fotoni prodotte, appariva come una piccola gobba emergente dal fondo, e aveva la caratteristica di avere una massa di circa 750 GeV. Tradotto in parole povere lasciava supporre che qualche misteriosa particella di massa pari a circa 750 GeV, circa 800 volte più pesante del protone, fosse prodotta nelle collisioni raccolte dagli esperimenti, e che si manifestasse producendo coppie di fotoni. La fine del 2015 lasciò i fisici di LHC nel dubbio, perché l'acceleratore aveva appena terminato il periodo di funzionamento previsto, e sarebbe stato riacceso soltanto a fine della primavera del 2016, dopo alcuni mesi di "technical stop" già pianificati in precedenza.

I risultati di Atlas e Cms della fine del 2015. Entrambi gli esperimenti osservavano, allo stesso valore di massa, un eccesso di eventi rispetto al fondo nella produzione di coppie di fotoni, come evidenziato dal cerchio rosso.

LHC è un acceleratore che accelera protoni fino a conferire loro un'energia molto elevata (13 TeV nel centro di massa, leggi qui per capire cosa vuol dire un'energia di 13 TeV) e poi li fa scontrare uno contro l'altro, 40 milioni di volte al secondo.  In ognuno di questi urti o collisioni (che i fisici chiamano anche con il nome criptico di "eventi"), i protoni dopo l'urto scompaiono come tali, e si trasformano in centinaia di altre particelle di vario tipo. La cosa è permessa dalla ben nota equivalenza tra massa e energia, E=mc2, che permette di trasformare l'energia cinetica iniziale dei due protoni in materia, letteralmente "creando" particelle che prima non esistevano, a partire da quell'energia iniziale.

Lo studio di questi processi e delle caratteristiche delle particelle che saltano fuori dopo ogni urto permette di carpire informazioni preziose su come si comporta la natura a scale spaziali estremamente piccole. Infatti maggiore è l'energia degli urti, più piccola è la zona dello spazio indagabile durante l'urto.  In pratica LHC è sostanzialmente un potente microscopio, e lo studio degli urti prodotti permette di "vedere in piccolo" all'interno della materia.

Fra tutte le particelle prodotte nelle collisioni potrebbero essercene di sconosciute. non ancora catalogate, che costituirebbero la manifestazione di qualche nuovo tipo di fenomeno che si instaura alle alte energie raggiunte da LHC.

Ci si aspetta in generale che queste eventuali particelle siano altamente instabili, come avviene praticamente per tutte le particelle elementari dotate di massa, esclusi i costituenti degli atomi, cioè i protoni e gli elettroni (e anche i neutroni, che sebbene di loro siano instabili, non riescono a decadere quando si trovano dentro un nucleo). Se le particelle che compongono gli atomi non fossero infatti stabili, non staremmo qui a raccontarci queste cose, perché la materia stessa non sarebbe stabile.

Dire che queste eventuali nuove particelle non sarebbero stabili significherebbe che, una volta prodotte negli urti, esse sopravviverebbero per un tempo brevissimo, troppo breve per lasciare una traccia del loro passaggio nell'apparato sperimentale, e si trasformerebbero ("decadono", in gergo) immediatamente in altre particelle più leggere e sufficientemente stabili da risultare direttamente osservabili. Dalle caratteristiche delle particelle che rappresentano i prodotti di decadimento della particella madre (che quindi risulta totalmente invisibile perché la sua vita sarebbe di gran lunga troppo breve) come la direzione e l'impulso, è possibile risalire alle proprietà della misteriosa particella originaria, e ad esempio misurarne la massa, tramite il calcolo della cosiddetta "massa invariante".

Tutto questo preambolo per dire che nei dati del 2015 Atlas e Cms osservavano entrambi il possibile indizio dell'esistenza di una particella di massa molto elevata (per lo standard delle particelle elementari) pari a circa 750 GeV (circa 4 volte più pesante della più pesante particella nota) che "decadeva", cioè moriva immediatamente trasformandosi in una coppia di fotoni. Questi fotoni sono analoghi a quelli della luce visibile, ma di energia molto maggiore, corrispondente a quella dei raggi gamma molto energetici. La cosa prometteva di essere molto interessante, perché avrebbe significato qualcosa di nuovo e inaspettato, che avrebbe aperto la porta a un nuovo tipo di fenomeni fisici non contemplati nelle teorie attuali.

La possibile esistenza di questa particella si manifestava in entrambi gli esperimenti come una piccola bozza, una sporgenza, un eccesso rispetto al fondo aspettato. In pratica questo poteva significare che, oltre al normale numero di casi previsto dalle teorie note in cui ci si aspetta di trovare coppie di fotoni (ovvero il fondo atteso), quando la massa di queste coppie di fotoni era di circa 750 GeV c'era qualcosa di più del fondo aspettato, che poteva lasciar presagire che, in un certo numero di casi, qualcos'altro di non previsto (altrimenti sarebbe rientrato nel fondo), avente grosso modo quel  particolare valore di massa, contribuiva al numero di coppie di fotoni prodotte.

Per inciso si vede dalle figure sopra riportate, che rappresentano i dati dei due esperimenti, che il fondo diminuisce drasticamente con il crescere della massa invariante dei due fotoni (le scale sono logaritmiche!). Questi significa che maggiore è la massa invariante delle coppie di fotoni prodotte, minore è la probabilità di produrle tramite processi noti.

Ma perché quello che si osservava non era nulla di certo, ma solo un "indizio"?  Il motivo era che questo "eccesso" rispetto al fondo non era affatto così significativo. Non sufficiente da poter dire che si stava effettivamente osservando qualcosa di anomalo. In pratica quello che ci si chiede in situazioni di questo tipo, quando si osserva un qualche tipo di deviazione dal fondo aspettato, è quanto vale la probabilità che una fluttuazione statistica casuale del fondo simuli quello che si osserva, ovvero quel tipo di bozzetta.

Facciamo un esempio: supponiamo di lanciare una moneta 10 volte, e osservare 7 volte testa e 3 croce.  Per una moneta non truccata, idealmente ci aspetteremmo 5 volte testa e 5 volte croce, ma questo è solo in base alle probabilità di uscita. Nella realtà sappiamo che ci possiamo aspettare fluttuazioni casuali a favore di testa o di croce. Prima di dire che la moneta è truccata ci chiediamo quanto vale la probabilità che, per caso, una moneta non truccata dia questo tipo di risultato. Questa probabilità si chiama in gergo "p-value".

Nel caso dell'eccesso di dati osservato, e corrispondente a una massa invariante pari a circa 750 GeV, il p-value non era così piccolo da far scattare l'allarme rosso (piccolo p-value significa bassa probabilità che il fondo dia quel risultato in seguito a una fluttuazione statistica). In particolare, se si teneva conto del "Look-Elsewhere Effect" (fonte), cioè sostanzialmente il fatto che un eccesso rispetto al fondo poteva verificarsi per qualunque valore di massa, dato che non c'era niente che a priori dicesse che doveva essere per forza attorno a 750 GeV, il p-value corrispondeva a meno di 3 sigma, cioè sotto il "livello di guardia" comunemente accettato dai fisici.  Quindi nessun fisico sano di mente avrebbe gridato alla scoperta in base a quelle gobbette tutto sommato abbastanza insignificanti che venivano fuori dal fondo, guardando separatamente i risultati dei due esperimenti.

E comunque in ogni caso un basso p-value di per sé non dice niente a favore di una eventuale ipotesi alternativa. Voglio dire che si può essere sfigati da osservare un p-value anche molto piccolo (ovvero una fluttuazione statistica a priori estremamente improbabile), ma se la spiegazione alternativa per giustificare la deviazione osservata rispetto al fondo è una teoria strampalata e fantasiosa, il basso p-value non le conferisce comunque alcuna autorità. Un caso per tutti: i presunti neutrini superluminali, che avevano un p-value molto piccolo, corrispondente a una probabilità su un milione o anche meno, se ricordo bene. Tuttavia, nonostante il p-value di quella misura fosse così piccolo, la possibilità che i neutrini fossero effettivamente superluminali restava comunque bassa. E infatti quel p-value così piccolo si rivelò essere dovuto a un banale errore, un effetto sistematico non correttamente tenuto in considerazione (la connessione ballerina di un cavetto!).

Quindi. nonostante il p-value non significativamente piccolo, la cosa che rendeva interessanti i risultati di Atlas e Cms era che entrambe queste gobbette, che prese singolarmente erano certamente poco significative, si manifestavano allo stesso valore di massa invariante. Certo, poteva essere una coincidenza, e tutti ne erano ben consapevoli. Ma era tuttavia sufficiente per far drizzare le antenne alla comunità dei fisici di LHC e invitarli a guardare con più attenzione a quella regione di massa invariante in quel particolare processo, non appena LHC sarebbe stato riacceso e nuovi dati sarebbero stati raccolti. In queste situazioni la cosa da fare è infatti raccogliere nuovi dati. Riprendendo l'analogia della moneta, se ci è venuto un numero di teste elevato in modo sospetto, l'unica cosa da fare è tirare la moneta molte altre volte, per vedere se, raccogliendo più dati, l'anomalia persiste o gradualmente scompare. Non restava quindi che aspettare i nuovi dati che sarebbero arrivati a partire da maggio 2016, con la riaccensione di LHC.

Nel frattempo le opinioni dei fisici si potevano riassumere in "sono scettico ma speriamo che sia vero". Anche io dicevo questo. Forse anche per scaramanzia, pochi si sbilanciavano. I fisici, nonostante calcolino i p-values e i livelli di confidenza, alla fine sono superstiziosi come tutti. "Speriamo che sia vero", dicevano, perché la presenza di una nuova particella di questo tipo avrebbe rappresentato qualcosa di assolutamente nuovo e imprevisto, e quindi l'inizio di nuove scoperte. E la scienza, si sa, vive di novità e scossoni, che ne sono il vero motore. Sai che noia se si dovesse sempre confermare le teorie già note! Ogni tanto ci vogliono gli imprevisti.

Il risultato era che in qualunque meeting interno dei vari gruppi di analisi, non appena qualcuno mostrava un grafico in cui in ascissa c'era una massa invariante di qualunque tipo, anche se non c'entrava niente con i due fotoni, tutti andavano con l'occhio al valore corrispondente a 750 GeV per vedere se c'era qualcosa di strano. Effetti dell'astinenza da nuova fisica...

Nel frattempo alla comunità dei fisici teorici tutto questo era piovuto come manna dal cielo, e in tanti si erano dedicati alla loro specializzazione: teorizzare sulle cose che potrebbero esistere ma non è detto che esistano. E quindi sono state pubblicate in pochi giorni alcune centinaia di articoli in cui essi spiegavano, o per lo meno ipotizzavano, che cosa poteva essere questa eventuale nuova particella, qualora la sua esistenza fosse confermata dagli esperimenti, e cosa avrebbe implicato per le misure future in termini di nuove scoperte.

Non c'è niente di strano in tutto questo, sebbene alcuni si siano scandalizzati affermando che non si dovrebbero pubblicare speculazioni teoriche basate su risultati sperimentali che sono ancora da confermare. E perché mai non dovrebbero farlo? Personalmente ritengo questa affermazioni una sciocchezza, senza mezzi termini. Basterebbe ricordare ad esempio gli ennemila lavori teorici sulle superstringhe, sulla gravità quantistica, sulla supersimmetria, sul modello inflazionario dell'universo primordiale, o sul comportamento delle ipotetiche particelle di dark matter, tutti fenomeni che sono ben lungi dall'avere conferme sperimentali solide (per usare un eufemismo).

Nel frattempo, nella primavera del 2016, LHC è stato riacceso. Dopo alcune settimane di test e di riadattamento alla vita (come gli umani appena svegliati, anche un acceleratore ha bisogno di un po' per riprendere la normale attività), gli esperimenti hanno iniziato a collezionare nuovi dati con un ritmo sempre maggiore, fino a raccogliere entro giugno del 2016 più dati di quelli raccolti in tutto l'anno precedente. A questo punto aveva senso controllare se il famigerato "eccesso" a 750 GeV era ancora lì.

Il 20 giugno 2016, ad un meeting interno della collaborazione CMS, di cui faccio parte anche io, era previsto il primo "unblinding" dei dati raccolti nel 2016. Unblinding vuol dire che i dati raccolti erano stati presi "in cieco", cioè non erano ancora stati guardati da chi aveva fatto l'analisi nell'intervallo di massa interessante per l'ipotetico segnale. Il motivo non risiede in particolari perversioni dei fisici, tipo quelli che si fanno bendare dall'amante, ma nel fatto che l'analisi dei dati voleva essere la più unbiased possibile, ovvero non influenzata da quello che si osservava nella zona di massa attorno a 750 GeV. In questo modo la selezione dei dati e i vari aspetti dell'analisi erano stati ottimizzati soltanto sul fondo adiacente alla zona di massa incriminata, senza correre il rischio di manipolare i dati e aumentare artificialmente, anche se involontariamente, l'eventuale significatività del segnale. Anche i fisici sono esseri umani, e per evitare di fare questi errori "si bendano".

Sono le 17 circa di lunedì 21 giugno quando al Cern Pasquale Musella, un ragazzo italiano responsabile del gruppo di analisi, si appresta a presentare i risultati al resto della collaborazione CMS. Sebbene sia un meeting interno all'esperimento, e quindi solo i membri di CMS possano assistere, l'auditorio del Cern è comunque pieno. Niente di strano, dato che in CMS siamo più di 2500. E diverse altre centinaia sono collegate via streaming da tutte le parti del mondo. I risultati, qualunque essi saranno, sono ancora preliminari, e quindi non saranno resi pubblici prima della conferenza ICHEP (International Conference on High Energy Physics) prevista a Chicago per i primi di agosto, dove verranno presentati ufficialmente. Il capo dell'esperimento chiede a tutti di rispettare la riservatezza, qualunque sia il risultato.

Pasquale descrive l'analisi nei dettagli, come è stata valutata la risoluzione sull'energia dei fotoni, i vari effetti sistematici, il fondo previsto etc etc. La gente frigge sulle sedie. E poi arriva al momento topico: "and now ladies and gentlemen... let's unblind the new data!". Rullo di tamburi, salivazione azzerata, sogni di gloria e grandi speranze attraversano le menti di tutti, compresa la mia. Pasquale spinge sul tasto invio della tastiera del computer, e sullo schermo appare il nuovo grafico. Gli occhi di tutti corrono alla zona dove nel 2015 c'era quella bozza di eventi in più, vanno avanti e indietro per essere sicuri di non aver sbagliato e.... non trovano niente! Nel nuovo grafico, ottenuto con i nuovi dati di LHC raccolti nel 2016, attorno a 750 GeV non c'è niente di diverso dal fondo. Niente altro che il fondo aspettato, nemmeno un accenno di eventi in più, neanche un'abbozzo di collinetta, un punto fuori posto, qualcosa che lasci sperare, qualcosa che ci dica che forse.... Niente! Un niente che non lascia appello.

Due ricercatori di Cms, disperati, si abbracciano piangendo dopo l'unblinding dei nuovi dati.

In sala c'è il crollo totale della libido. Ettolitri di adrenalina sprecati per niente. In un attimo appare chiaro a tutti che quell'ipotetico segnale che ci aveva fatto sognare non era altro che una fluttuazione statistica, che casualmente aveva assunto caratteristiche simili sia nei dati raccolti da CMS che in quelli di Atlas, l'esperimento concorrente. "Ci sono domande?" chiede lo speaker. Silenzio. "Outside Cern first?" Silenzio. "In the room?" Ancora silenzio. L'atmosfera è quella di un gruppo di amici-tifosi riunitosi con patatine fritte, birre e rutto libero per vedere la finale dei mondiali, subito dopo che la propria squadra ha appena perso ai rigori.

Fisico di Atlas disperato dopo la scomparsa del picco a 750 GeV, riceve il conforto dei colleghi mentre viene irriso da uno statistico Bayesiano.

Col senno di poi c'erano diversi indizi che rendevano sospetto questo ipotetico segnale. Ma anche senza il senno di poi, dato che ne eravamo tutti consapevoli. A parte la bassa significatività statistica osservata, c'era il fatto che Atlas osservava un segnale "largo", mentre Cms aveva un picco molto stretto. Certo, entro le fluttuazioni statistiche ci poteva stare, ma la cosa era stata notata, e non era un buon segno.

Poi c'era il fatto che questa ipotetica nuova particella, se reale, si sarebbe dovuta manifestare anche in altri modi, e non solo tramite l'emissione di 2 fotoni. Certo, essendo qualcosa di nuovo uno poteva immaginare di tutto, però siccome questa particella sarebbe comunque stata prodotta a partire dall'interazione nucleare forte fra i due protoni iniziali, sarebbe certamente dovuta decadere anche attraverso l'interazione forte, così come veniva prodotta. E nella fattispecie, oltre ai due fotoni, si sarebbe dovuta osservare anche come un eccesso di coppie di "jet", due spruzzate di particelle "adroniche", ovvero particelle aventi proprietà analoghe a quelle del protone. E invece niente.

Le esequie del picco in due fotoni a 750 GeV. Allo sconforto dei fisici di Atlas e Cms si contrappone l'atteggiamento giulivo del fisico teorico all'estrema destra, che sta trasmettendo al cellulare l'articolo in cui propone una nuova teoria che spiega perché non si vede alcun picco.

C'era anche un terzo indizio che contribuiva a rendere il tutto sospetto. E cioè che le distribuzioni delle caratteristiche dei due fotoni, tipo impulso, direzione, angolo relativo etc, ottenute nella zona di massa dove si osservava l'ipotetico segnale, erano del tutto simili, entro le incertezze statistiche, a quelle che si osservavano nelle zone adiacenti al picco, dove c'era certamente soltanto fondo. La cosa era sospetta, perché la presenza di una nuova particella dovrebbe in generale manifestarsi anche con effetti specifici sulle proprietà dei fotoni tanto da farli differire dai fotoni di fondo. E invece niente neanche in questo caso. Di nuovo, certamente la bassa statistica non era conclusiva, ma lasciava comunque suggerire che l'ipotetico segnale si comportava esattamente come il fondo. E se un ipotetico segnale si comporta esattamente come il fondo c'è il serio rischio che sia fondo!

Il cimitero delle presunte scoperte che differivano meno di 3 sigma dal fondo, in cui è stato tumulato il picco a 750 GeV osservato nel 2015 a LHC. 

Comunque, superato lo shock, i fisici hanno fatto il funerale al picco a 750 GeV, seppellendolo nel vasto cimitero delle scoperte annunciate al limite delle 3 sigma, e che poi con maggiore statistica si sono rivelate false. E asciugate le lacrime, sono ritornati al lavoro. Però adesso basta con queste fregature!