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Misuriamo il calore ogni giorno, e lo facciamo da circa due secoli, senza che nessuno abbia mai davvero controllato a fondo la matematica che regge quella misura. Sembra un paradosso, eppure è così. La termodinamica funziona benissimo nella pratica, ci accompagna in mille applicazioni quotidiane, ma le sue fondamenta teoriche sono rimaste stranamente meno solide rispetto a quelle che la fisica ha costruito nel corso del Novecento per la meccanica quantistica.
Detto in parole povere, è come avere una casa che sta in piedi da generazioni ma senza mai aver verificato con precisione le fondamenta. Nessuno si era preso la briga di andare a fondo, forse perché tutto sembrava già abbastanza chiaro. E invece qualcosa mancava.
Uno strumento delle particelle applicato alla termodinamica
A rimettere ordine ci ha pensato uno studio della London School of Economics. Un fisico dell’ateneo ha fatto una cosa piuttosto ingegnosa, ha preso uno strumento matematico nato in un campo completamente diverso, quello della fisica delle particelle, e lo ha portato dentro la termodinamica. Un travaso di metodi tra due mondi che di solito non si parlano più di tanto.
Il risultato è che finalmente le basi teoriche della misura del calore possono essere messe alla prova con lo stesso rigore che caratterizza le teorie più avanzate della fisica moderna. Non è un dettaglio da poco. Significa colmare un divario che si trascinava da tempo, rendendo la matematica dietro la termodinamica precisa quanto quella su cui poggia la meccanica quantistica.
Quello che colpisce, in tutta questa storia, è la semplicità dell’idea di fondo. Prendere un attrezzo pensato per capire il comportamento delle particelle e usarlo per rileggere concetti che credevamo di conoscere alla perfezione. È un po’ il bello della ricerca scientifica, dove a volte le svolte non arrivano da nuove scoperte clamorose ma dal guardare cose vecchie con occhi diversi.
E così, dopo duecento anni, qualcosa che davamo per scontato torna al centro dell’attenzione. La misura del calore, quel gesto banale che compiamo senza pensarci, si scopre poggiata su un impianto matematico che solo ora inizia a essere davvero verificato fino in fondo grazie al lavoro portato avanti alla LSE.
