Juan Martín Maldacena: L'uomo che ha costruito un universo olografico

Nel 1997, un fisico argentino di 29 anni pubblicò un articolo in cui proponeva che un universo con gravità potesse essere matematicamente identico a un universo più piatto senza di essa — come se la realtà avesse un ologramma nascosto nei suoi bordi. Quasi tre decenni e oltre 25.000 citazioni dopo, quell'articolo, su quella che oggi viene chiamata corrispondenza AdS/CFT, rimane uno dei più citati nella storia della fisica delle alte energie, e Juan Martín Maldacena è diventato uno dei pochissimi fisici viventi descritti regolarmente dai colleghi come il migliore della sua generazione.

Da Buenos Aires a Bariloche

Maldacena è nato il 10 settembre 1968 in Argentina. Ha iniziato la sua formazione in fisica all'Università di Buenos Aires prima di trasferirsi al leggendario Instituto Balseiro di Bariloche, il principale centro di formazione per fisici in Argentina, dove ha conseguito la laurea nel 1991 sotto la guida di Gerardo Aldazábal. Da lì è passato alla Princeton University, completando un dottorato nel 1996 con una tesi intitolata "Black Holes in String Theory", supervisionata da Curtis Callan. È stato un apprendistato appropriato: i buchi neri e la teoria delle stringhe sarebbero diventati i due poli della sua carriera, e la collisione tra loro avrebbe prodotto la sua idea distintiva.

La congettura che ha trasformato la fisica teorica

Dopo un periodo di post-dottorato alla Rutgers, Maldacena è entrato ad Harvard come professore associato nel 1997 — lo stesso anno in cui ha pubblicato l'articolo che lo ha reso famoso. La corrispondenza AdS/CFT propone un'equivalenza tra una teoria della gravità che opera in uno spazio curvo "anti-de Sitter" e una teoria di campo conforme — una teoria quantistica senza gravità — che vive sul confine a dimensione inferiore di quello spazio. In termini semplici: un universo con gravità può essere descritto, per intero, come un ologramma proiettato da un universo senza di essa. L'American Academy of Arts and Sciences, che lo ha eletto membro nel 2007, attribuisce alla proposta del 1997 un "grande impatto, con molte conferme" negli anni successivi. Ha fornito ai fisici, per la prima volta, un modello matematico funzionante di gravità quantistica e ha aperto un ponte tra la teoria delle stringhe e la cromodinamica quantistica che i ricercatori attraversano ancora oggi in entrambe le direzioni.

Nel 1999 Harvard lo ha promosso a professore ordinario, un'ascesa insolitamente rapida per un fisico a soli tre anni dal dottorato. Due anni dopo è partito per l'Institute for Advanced Study di Princeton, l'indirizzo un tempo occupato da Einstein e Gödel, dove è rimasto dal 2001 e ora detiene il titolo di Carl P. Feinberg Professor of Theoretical Physics. Il modello dell'Istituto — incarichi permanenti senza insegnamento pensati per consentire a una manciata di studiosi di perseguire solo le domande più profonde nel loro campo — è esso stesso una sorta di scommessa istituzionale sul tipo di pensiero a lungo termine e ad alto rischio che ha prodotto l'AdS/CFT, e il suo mandato lì lo ha reso un mentore e un punto di riferimento per una generazione di teorici delle stringhe e ricercatori di gravità quantistica più giovani che passano per Princeton.

Buchi neri, entanglement e la natura dello spaziotempo

Maldacena non si è fermato al 1997. In un articolo ampiamente discusso del 2001, ha sostenuto che un buco nero "eterno" — uno con due bocche — è matematicamente equivalente a una coppia di stati quantistici entangled, un'idea che ha contribuito a seminare il moderno programma di ricerca che collega l'entanglement quantistico al tessuto stesso dello spaziotempo. Nel 2013, lavorando con Leonard Susskind, ha proposto la congettura "ER=EPR", suggerendo che le particelle entangled siano collegate da wormhole microscopici — un tentativo sorprendente di conciliare la relatività generale di Einstein con la caratteristica più controintuitiva della meccanica quantistica. La stessa collaborazione ha anche affrontato direttamente il paradosso del "firewall del buco nero", uno dei problemi aperti più spinosi del campo.

Riconoscimento tra i pari

I riconoscimenti sono arrivati in un flusso costante e di peso: una borsa di studio Sloan e una Packard nel 1998, una "genius grant" MacArthur nel 1999, il premio Sackler in fisica nel 2000, la medaglia Dirac nel 2008, l'appartenenza alla National Academy of Sciences nel 2013, il premio inaugurale Fundamental Physics Prize (ora Breakthrough Prize) nel 2012, e sia la medaglia Albert Einstein che la medaglia Lorentz nel 2018. Pochi teorici viventi possono vantare questa combinazione, e ancora meno hanno raccolto il primo di questi riconoscimenti che cambiano la vita — il MacArthur — per una singola congettura pubblicata appena due anni prima, prima che la comunità più ampia avesse finito di testare se l'idea avrebbe retto.

Cosa dicono i colleghi

Leonard Susskind, egli stesso una figura fondatrice della teoria delle stringhe e non estraneo ad affermazioni audaci, ha definito Maldacena "forse il più grande fisico della sua generazione" e, più precisamente, "certamente il più grande fisico teorico della sua generazione". Quel giudizio da parte di un pari che ha contribuito a costruire il campo in cui lavora ha un peso particolare; non è il tipo di frase distribuita per una scienza competente e attenta, ma per un salto specifico e singolare.

Perché Juan è chiamato genio

Il caso del genio qui è insolitamente chiaro, perché poggia su un atto identificabile di immaginazione piuttosto che su una carriera di costante eccellenza. La corrispondenza AdS/CFT non è stata un'estensione incrementale degli strumenti esistenti; ha proposto che due teorie che vivono in un numero diverso di dimensioni, costruite a partire da macchinari matematici completamente diversi, fossero segretamente la stessa teoria. Quel tipo di dualità — trovare un'identità nascosta tra strutture apparentemente non correlate — è la valuta più rara nella fisica teorica, ed è la specifica abilità cognitiva in mostra: non virtuosismo computazionale, ma la capacità di vedere, prima che chiunque avesse prove, che un filo sciolto che collegava la teoria delle stringhe e la teoria di gauge era in realtà portante. Il "più grande della sua generazione" di Susskind, non sollecitato, è un forte sostegno esterno dall'interno del campo. Il contro-argomento onesto è che l'AdS/CFT rimane una congettura, mai rigorosamente provata nella sua piena generalità, e non ha ancora fornito una previsione sperimentalmente verificabile sul nostro universo, che non ha forma anti-de Sitter; alcuni fisici avvertono che tre decenni di studio intenso hanno raffinato e applicato l'idea più di quanto l'abbiano validata rispetto alla realtà. Genio, in questo caso, descrive un salto di intuizione teorica il cui verdetto empirico finale è ancora aperto.

Eredità

Qualunque sia il suo verdetto finale, l'AdS/CFT ha rimodellato un intero campo di ricerca, addestrando una generazione di fisici a pensare alla gravità e all'informazione quantistica come due descrizioni di una realtà sottostante — e ha messo il nome di Maldacena permanentemente accanto a quello di Einstein e Gödel nell'elenco dell'Institute for Advanced Study.