Sabrina Pasterski: La fisica che ha costruito le proprie ali

A dodici anni ha iniziato ad assemblare un aeroplano da un kit. Due anni dopo, lo Zenith CH 601 XL era terminato — con modifiche sufficientemente importanti da richiedere una certificazione di aeronavigabilità — e Sabrina Pasterski lo ha pilotato, con un istruttore certificato al suo fianco, poco prima che il National Transportation Safety Board lasciasse a terra tutti gli aeromobili di quel modello dopo una serie di incidenti. È un'introduzione utile, perché tutto ciò che è seguito ha obbedito allo stesso schema: costruisci tu stessa la cosa, poi scopri se vola.

L'aereo che ha costruito

Pasterski è nata il 3 giugno 1993 a Chicago, da genitori di origine polacca e cubana. I suoi genitori, Mark Pasterski e Maria Gonzalez, sono entrambi avvocati — il che rende la sua ossessione per l'aviazione interamente sua, sebbene suo padre sia anch'egli un pilota e abbia organizzato le sue lezioni di volo in Canada. Suo nonno le ha regalato un Cessna 150 per il suo compleanno.

Si è diplomata alla Illinois Mathematics and Science Academy nel 2010, dopo essere stata semifinalista alle Olimpiadi internazionali della fisica e aver svolto uno stage presso Blue Origin mentre era ancora al liceo.

Il MIT in tre anni

Il MIT l'ha inizialmente messa in lista d'attesa. Poi il dipartimento di ingegneria aerospaziale ha notato l'aereo, e lei è stata ammessa grazie a esso — una decisione di ammissione che, col senno di poi, appare come una delle più chiaramente corrette nella storia dell'istituto.

È passata alla fisica. Il suo percorso di laurea è quasi comico per la sua densità: la prima studentessa del primo anno nominata per lo stage operativo di gennaio della NASA; la prima vincitrice del premio per l'imprenditoria del primo anno del MIT; uno stage presso il Kennedy Space Center della NASA nel 2011; ricerca con l'esperimento Compact Muon Solenoid al CERN, lavoro riconosciuto nel 2013 dal premio per la fisica delle alte energie e delle particelle della Società europea di fisica assegnato al gruppo MIT-CMS. Ha terminato la sua laurea in fisica in tre anni, con una media del 5.0, diventando la prima donna da decenni a laurearsi prima nel suo corso di fisica al MIT, e ha vinto la borsa di studio Joel Matthew Orloff.

Harvard, Strominger e la memoria dello spaziotempo

È partita per Harvard per il suo dottorato con una borsa di studio Hertz, lavorando sotto la direzione di Andrew Strominger, e si è dedicata al problema più profondo della fisica: conciliare la relatività generale con la meccanica quantistica.

Il suo lavoro di dottorato con Strominger e Alexander Zhiboedov ha prodotto un risultato realmente nuovo: l'identificazione di un effetto di memoria gravitazionale finora sconosciuto, che collega le simmetrie dello spaziotempo a un effetto di memoria di spin rilevabile nelle onde gravitazionali. La "memoria" qui non è metaforica. Quando un'onda gravitazionale attraversa una regione, lascia una traccia permanente — i rilevatori vengono spostati e rimangono spostati, l'universo essendo stato silenziosamente e irreversibilmente riorganizzato. Il contributo di Pasterski è stato quello di mostrare che esiste una classe ulteriore e più sottile di tali tracce, legata alla struttura di simmetria dello spaziotempo all'infinito. È raro che un dottorando aggiunga una nuova voce al catalogo degli effetti fisici.

Olografia celeste

Dal 2019 al 2022 è stata ricercatrice post-dottorato a Princeton, dove ha iniziato a sviluppare l'olografia celeste — un approccio che riformula i processi di diffusione nello spaziotempo a quattro dimensioni come una teoria conforme dei campi che vive su una sfera bidimensionale all'infinito, un'olografia ipotetica dell'universo. Le sue pubblicazioni tra il 2016 e il 2021 mappano il territorio: ampiezze celesti, simmetria conforme, simmetrie asintotiche e teoremi soft.

Nel 2021 è entrata a far parte del Perimeter Institute for Theoretical Physics come fondatrice e ricercatrice principale della sua Celestial Holography Initiative. Fondare un programma di ricerca a vent'anni, con il sostegno di un istituto, è la misura concreta della serietà con cui il suo campo prende il suo lavoro — molto più significativo di qualsiasi lista di rivista.

Il problema Einstein

Il che ci porta alle liste delle riviste. Scientific American l'ha presentata come "Una pilota adolescente e aspirante fisica". Forbes l'ha nominata nella sua lista 30 Under 30 in Science nel 2015 e ne ha fatto una 30 Under 30 All Star nel 2017. E Ozy.com ha pubblicato il titolo che la segue da allora: "Questa millennial potrebbe essere il nuovo Einstein".

Questo inquadramento è promozionale piuttosto che il risultato di un consenso accademico, ed è un'eredità mista. Questo tipo di copertura mediatica trasforma una fisica teorica in attività in una personalità, invita allo scetticismo che accompagna sempre il clamore pubblicitario, e pone l'asticella — quella di Einstein — che nessuno scienziato vivente raggiunge. I suoi contributi reali si situano, come la maggior parte dei contributi seri, all'interno di una comunità specializzata che legge gli articoli.

Perché Sabrina viene definita un genio

Il termine è stato associato a Pasterski molto presto e per una serie di ragioni, di cui solo alcune riguardano la sua mente. L'aereo è all'origine della leggenda, e vale la pena essere precisi su ciò che dimostra: una perseveranza, una competenza meccanica e un'autonomia straordinarie in una bambina di dodici anni — un kit costruito in due anni, modificato a sufficienza per necessitare di certificazione, e poi realmente pilotato. Questo non è genio intellettuale. È carattere, unito a un insolito rifiuto di accettare che un bambino non possa portare a termine un progetto da adulti.

Il caso intellettuale è distinto e si regge da solo. Finire prima nel corso di fisica del MIT in tre anni con una media perfetta è una misura comparativa solida di fronte alla coorte più forte del mondo. Il risultato sulla memoria gravitazionale con Strominger e Zhiboedov è una scoperta originale in un campo in cui le scoperte originali sono rare. E l'olografia celeste — il tentativo di rendere la gravità quantistica trattabile ricollocandola su una sfera di confine — è esattamente il genere di reimmaginazione strutturale per cui la parola genio è destinata, richiedendo di vedere un problema noto in un sistema di coordinate che nessuno aveva pensato di utilizzare.

La controargomentazione deve essere esposta chiaramente, perché il clamore mediatico la invita. Nessun fisico di fama ha dichiarato ufficialmente che sia il nuovo Einstein; ciò proviene da Ozy.com ed è stato ripreso da media in cerca di una storia. Il suo risultato principale è stato prodotto congiuntamente con il suo relatore di tesi e un collaboratore esperto. L'olografia celeste è una direzione di ricerca promettente, non una descrizione confermata della natura, e potrebbe non sopravvivere. Non ha alcun premio Nobel, alcun Breakthrough Prize, alcun onore di livello Fields; i suoi riconoscimenti sono un premio di gruppo della Società europea di fisica, una borsa di studio post-laurea e due liste Forbes. È, a questo stadio, una giovane fisica teorica insolitamente realizzata che dirige il proprio programma — il che è una cosa sostanziale, e considerevolmente più modesta dei titoli di giornale.

Eredità

La storia non è finita, ed è proprio questo il punto. Pasterski è all'inizio dei trent'anni, dirige un'iniziativa di ricerca in uno degli istituti di fisica teorica più seri al mondo, lavorando al problema — il matrimonio della gravità e della meccanica quantistica — che ha sconfitto tutti coloro che si sono cimentati per un secolo. Se l'olografia celeste dovesse descrivere il mondo, il suo statuto sarà risolto sul piano della fisica. Se così non fosse, le rimarranno sempre l'aereo, l'effetto di memoria e un curriculum di realizzazioni difficili compiute in anticipo sui tempi.