ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

More profile about the speaker
Garrett Lisi | Speaker | TED.com
TED2008

Garrett Lisi: An 8-dimensional model of the universe

Garrett Lisi e la sua Teoria del Tutto

Filmed:
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Il fisico e surfista Garrett Lisi presenta un nuovo e controverso modello dell' universo che potrebbe rispondere a tutte le grandi domande oggi sul tappeto. Se non altro è il più bel modello 8-dimensionale di forze e particelle elementari che abbiate mai visto.
- Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity. Full bio

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00:21
WhoaWhoa, dudeDude. CheckVerifica out those killerkiller equationsequazioni. SweetSweet. (LaughterRisate)
0
3000
7000
Guardate queste equazioni infernali.
00:30
ActuallyIn realtà, for the nextIl prossimo 18 minutesminuti I'm going to do the bestmigliore I can
1
12000
4000
Per i prossimi 18 minuti farò del mio meglio
00:34
to describedescrivere the beautybellezza of particleparticella physicsfisica withoutsenza equationsequazioni.
2
16000
2000
per descrivere senza equazioni la bellezza della fisica delle particelle.
00:38
It turnsgiri out there's a lot we can learnimparare from coralcorallo.
3
20000
2000
Possiamo imparare molto dal corallo
00:41
CoralCoral is a very beautifulbellissimo and unusualinsolito animalanimale.
4
23000
3000
Il corallo è un animale stupendo e inusuale
00:44
EachOgni coralcorallo headcapo consistsconsiste of thousandmille of individualindividuale polypspolipi.
5
26000
3000
Ogni testa di corallo consiste di migliaia di polipi
00:48
These polypspolipi are continuallycontinuamente buddingin erba and branchingramificazione
6
30000
2000
I polipi si riproducono e ramificano continuamente
00:50
into geneticallygeneticamente identicalidentico neighborsvicini di casa.
7
32000
2000
in individui geneticamente identici
00:53
If we imagineimmaginare this to be a hyper-intelligentiper-intelligenti coralcorallo,
8
35000
2000
Se pensassimo che questo fosse un corallo iperintelligente
00:55
we can singlesingolo out an individualindividuale and askChiedere him a reasonableragionevole questiondomanda.
9
37000
4000
potremmo individuare un polipo e fargli una domanda
00:59
We can askChiedere how exactlydi preciso he got to be in this particularparticolare locationPosizione
10
41000
3000
Potremmo chiedergli come ha fatto a ritrovarsi esattamente nella posizione
01:02
comparedrispetto to his neighborsvicini di casa --
11
44000
2000
che ha rispetto ai suoi vicini
01:04
if it was just chanceopportunità, or destinydestino, or what?
12
46000
3000
se è stato il caso, il destino o quant' altro?
01:08
Now, after admonishingammonendo us for turningsvolta the temperaturetemperatura up too highalto,
13
50000
3000
Dopo essersi lamentato per il riscaldamento globale
01:11
he would tell us that our questiondomanda was completelycompletamente stupidstupido.
14
53000
3000
ci direbbe che la nostra era una domanda stupida
01:15
These coralsCoralli can be quiteabbastanza kindgenere of mean, you see,
15
57000
2000
Questi coralli possono essere viziosi
01:17
and I have surfingSurf scarscicatrici to provedimostrare that.
16
59000
2000
e facendo surf ne porto le cicatrici per provarlo.
01:20
But this polyppolipo would continueContinua and tell us
17
62000
1000
E il polipo continuerebbe col dirci
01:21
that his neighborsvicini di casa were quiteabbastanza clearlychiaramente identicalidentico copiescopie of him.
18
63000
3000
che i suoi vicini sono sue copie identiche
01:25
That he was in all these other locationsposizioni as well,
19
67000
1000
che lui è stato anche in tutti questi altri posti
01:27
but experiencingsperimentare them as separateseparato individualsindividui.
20
69000
2000
anche se considera i suoi vicini individui autonomi
01:30
For a coralcorallo, branchingramificazione into differentdiverso copiescopie
21
72000
3000
Per un corallo suddividersi in copie identiche
01:33
is the mostmaggior parte naturalnaturale thing in the worldmondo.
22
75000
1000
è la cosa più naturale del mondo
01:35
UnlikeA differenza di us, a hyper-intelligentiper-intelligenti coralcorallo would be uniquelyunivocamente preparedpreparato
23
77000
4000
Diversamente da noi, un corallo superintelligente è perfettamente
01:39
to understandcapire quantumquantistico mechanicsmeccanica.
24
81000
1000
attrezzato per capire la meccanica quantistica.
01:42
The mathematicsmatematica of quantumquantistico mechanicsmeccanica very accuratelycon precisione
25
84000
2000
La matematica della meccanica quantistica descrive molto accuratamente
01:44
describesdescrive how our universeuniverso workslavori.
26
86000
1000
come funziona l' universo
01:46
And it tellsdice us our realityla realtà is continuallycontinuamente branchingramificazione
27
88000
3000
e ci dice che la nostra realtà si ramifica continuamente
01:49
into differentdiverso possibilitiespossibilità, just like a coralcorallo.
28
91000
2000
in diverse possibilità, proprio come un corallo.
01:53
It's a weirdstrano thing for us humansgli esseri umani to wrapavvolgere our mindsmenti around,
29
95000
2000
E' molto strano per noi umani convincercene
01:55
sinceda we only ever get to experienceEsperienza one possibilitypossibilità.
30
97000
2000
perchè noi viviamo solo una delle possibili realtà
01:58
This quantumquantistico weirdnessstranezze was first describeddescritta
31
100000
2000
Questa stranezza quantistica è stata descritta per la prima volta
02:00
by ErwinErwin SchrSchrödingerDinger and his catgatto.
32
102000
2000
da Erwin Schrödinger con il suo gatto.
02:02
The catgatto likespiace this versionversione better.
33
104000
1000
Al gatto piace di più questa versione
02:04
(LaughterRisate)
34
106000
4000
(risate)
02:08
In this setupprogramma di installazione, SchrSchrödingerDinger is in a boxscatola with a radioactiveradioattivo samplecampione
35
110000
3000
In questo apparato Schrödinger è in una scatola con un campione radioattivo
02:11
that, by the lawslegislazione of quantumquantistico mechanicsmeccanica, branchesrami into a statestato
36
113000
3000
che, secondo la meccanica quantistica, si divide in uno stato
02:14
in whichquale it is radiatedirradiata and a statestato in whichquale it is not.
37
116000
2000
in cui irradia e uno stato in cui non irradia
02:18
(LaughterRisate)
38
120000
4000
(risata)
02:22
In the branchramo in whichquale the samplecampione radiatessi irradia,
39
124000
1000
Nel ramo in cui il campione irradia
02:23
it setsimposta off a triggergrilletto that releasescomunicati poisonveleno and SchrSchrödingerDinger is deadmorto.
40
125000
4000
scatta un interruttore che rilascia del veleno e Scrödinger muore
02:27
But in the other branchramo of realityla realtà, he remainsresti alivevivo.
41
129000
2000
Ma nell' altra versione della realtà rimane in vita
02:30
These realitiesrealtà are experiencedesperto separatelyseparatamente by eachogni individualindividuale.
42
132000
3000
Queste due realtà sono vissute separatamente da ciascun individuo
02:33
As farlontano as eithero can tell, the other one doesn't existesistere.
43
135000
2000
Per quanto ne sa uno quell' altro non esite
02:36
This seemssembra weirdstrano to us, because eachogni of us
44
138000
2000
Ci sembra strano perchè ciascuno di noi
02:38
only experiencesesperienze an individualindividuale existenceesistenza,
45
140000
2000
vive una sola esistenza
02:40
and we don't get to see other branchesrami.
46
142000
1000
e non possiamo vedere le altre ramificazioni
02:42
It's as if eachogni of us, like SchrSchrödingerDinger here, are a kindgenere of coralcorallo
47
144000
3000
E' come se ciascuno di noi, come Schrödinger, fossimo dei coralli
02:45
branchingramificazione into differentdiverso possibilitiespossibilità.
48
147000
2000
che si dividono in realtà differenti
02:49
The mathematicsmatematica of quantumquantistico mechanicsmeccanica tellsdice us
49
151000
2000
La matematica della meccanica quantistica ci dice
02:51
this is how the worldmondo workslavori at tinyminuscolo scalesbilancia.
50
153000
2000
che questo è il modo in cui il mondo funziona su piccola scala
02:53
It can be summedriassunto up in a singlesingolo sentencefrase:
51
155000
2000
Si può riassumere in un' unica frase:
02:56
Everything that can happenaccadere, does.
52
158000
2000
tutto quello che puo succedere, succede.
02:58
That's quantumquantistico mechanicsmeccanica.
53
160000
2000
Questa è la meccanica quantistica
03:00
But this does not mean everything happensaccade.
54
162000
2000
Ciò non significa che tutto puo succedere.
03:02
The restriposo of physicsfisica is about describingdescrivendo what can happenaccadere
55
164000
3000
L' essenza della fisica consiste nel descrivere cosa puo succedere
03:05
and what can't.
56
167000
1000
e cosa non puo
03:07
What physicsfisica tellsdice us is that everything comesviene down to geometrygeometria
57
169000
3000
La fisica riduce tutto a geometria
03:10
and the interactionsinterazioni of elementaryelementare particlesparticelle.
58
172000
2000
e alle interazioni delle particelle elementari
03:12
And things can happenaccadere only if these interactionsinterazioni
59
174000
3000
e eventi possono accadere solo se queste interazioni
03:15
are perfectlyperfettamente balancedequilibrato.
60
177000
1000
sono perfettamente bilanciate
03:19
Now I'll go aheadavanti and describedescrivere how we know about these particlesparticelle,
61
181000
2000
Procederò col parlarvi dello studio delle partielle
03:21
what they are and how this balanceequilibrio workslavori.
62
183000
3000
cosa siano e come funziona quest' equilibrio
03:25
In this machinemacchina, a beamfascio of protonsprotoni and anti-protonsanti-protoni
63
187000
3000
In questa macchina un fascio di protoni e di antiprotoni
03:28
are acceleratedaccelerata to nearvicino the speedvelocità of lightleggero
64
190000
2000
sono accelerati ad una velocità vicina a quella della luce
03:30
and broughtportato togetherinsieme in a collisioncollisione, producingproduzione a burstscoppiare of purepuro energyenergia.
65
192000
3000
finchè non collidono producendo una scarica di pura energia
03:34
This energyenergia is immediatelysubito convertedconvertito into a sprayspray
66
196000
2000
Quest' energia si converte subito in una pioggia
03:36
of subatomicsubatomico particlesparticelle,
67
198000
1000
di particelle sub atomiche
03:38
with detectorsrilevatori di and computerscomputer used to figurefigura out theirloro propertiesproprietà.
68
200000
2000
e rivelatori e computers registrano le loro proprietà
03:41
This enormousenorme machinemacchina -- the largegrande HadronHadron ColliderCollider
69
203000
2000
Questa enorme machina, il Large Hadron Collider
03:43
at CERNCERN in GenevaGeneva --
70
205000
2000
del CERN di Ginevra
03:45
has a circumferencecirconferenza of 17 milesmiglia
71
207000
1000
ha una circonferenza di 27 kilometri
03:46
and, when it's operatingoperativo, drawsDisegna fivecinque timesvolte as much powerenergia
72
208000
2000
e, quando funziona, consuma 5 volte di più di Monterey
03:48
as the citycittà of MontereyMonterey.
73
210000
2000
e, quando funziona, consuma 5 volte di più di Monterey
03:51
We can't predictpredire specificallyspecificamente what particlesparticelle will be producedprodotta
74
213000
3000
Non possiamo predire con precisione quali particelle
03:54
in any individualindividuale collisioncollisione.
75
216000
1000
saranno prodotte in ciascuna collisione
03:56
QuantumQuantum mechanicsmeccanica tellsdice us all possibilitiespossibilità are realizedrealizzato.
76
218000
2000
La meccanica quantistica ci dice che tutte le possibilità saranno realizzate
03:59
But physicsfisica does tell us what particlesparticelle can be producedprodotta.
77
221000
3000
la fisica ci dice quali particelle possono essere prodotte
04:03
These particlesparticelle mustdovere have just as much massmassa and energyenergia
78
225000
2000
Queste particelle devono avere tanta massa e energia
04:05
as is carriedtrasportato in by the protonprotone and anti-protonanti-protone.
79
227000
2000
quanta ne avevano il protone e l' antiprotone d' origine
04:09
Any particlesparticelle more massivemassiccio than this energyenergia limitlimite
80
231000
2000
Qualsiasi particella di massa superiore a questo limite
04:11
aren'tnon sono producedprodotta, and remainrimanere invisibleinvisibile to us.
81
233000
2000
non puo essere prodotta e non la vedremo
04:15
This is why this newnuovo particleparticella acceleratoracceleratore is so excitingemozionante.
82
237000
3000
Questo nuovo acceleratore è molto interesante
04:18
It's going to pushspingere this energyenergia limitlimite sevenSette timesvolte
83
240000
2000
perchè spingerà il limite d' energia di un fattore 7 volte
04:20
beyondal di là what's ever been donefatto before,
84
242000
1000
superiore a quanto mai fatto prima
04:22
so we're going to get to see some newnuovo particlesparticelle very soonpresto.
85
244000
2000
e molto presto vedremo delle particelle nuove
04:26
But before talkingparlando about what we mightpotrebbe see,
86
248000
1000
Ma prima di parlare di ciò che potremmo vedere
04:27
let me describedescrivere the particlesparticelle we alreadygià know of.
87
249000
2000
lasciatemi descrivere le particelle che conosciamo già
04:31
There's a wholetotale zooZoo di of subatomicsubatomico particlesparticelle.
88
253000
2000
C'e tutto uno zoo di particelle subatomiche
04:33
MostMaggior parte of us are familiarfamiliare with electronselettroni.
89
255000
2000
la maggior parte di noi conosce gli elettroni
04:35
A lot of people in this roomcamera make a good livingvita
90
257000
1000
molte persone in questa sala guadagnano un buon salario
04:36
pushingspingendo them around.
91
258000
1000
spingendoli di qui' e di la'
04:37
(LaughterRisate)
92
259000
3000
(risata)
04:40
But the electronelettrone alsoanche has a neutralneutro partnercompagno calledchiamato the neutrinoNeutrino,
93
262000
2000
L' elettrone ha un socio senza carica detto neutrino
04:42
with no electricelettrico chargecarica and a very tinyminuscolo massmassa.
94
264000
3000
elettricamente neutro e con una piccolissima massa
04:46
In contrastcontrasto, the up-and-downalti e bassi quarksQuark have very largegrande massesmasse,
95
268000
3000
Per contro i quark up e down hanno grandi masse
04:49
and combinecombinare in threesThrees to make the protonsprotoni and neutronsneutroni
96
271000
2000
e si combinano in triplette per dar vita negli atomi a protoni e neutroni
04:51
insidedentro atomsatomi.
97
273000
1000
e si combinano in triplette per dar vita negli atomi a protoni e neutroni
04:53
All of these matterimporta particlesparticelle come in left-sinistra- and right-handedla mano destra varietiesvarietà,
98
275000
2000
Tutte queste particelle materiali esistono nella varietà sinistrorsa e destrorsa
04:55
and have anti-particleanti-particella partnerspartner that carrytrasportare oppositedi fronte chargesoneri.
99
277000
3000
e hanno corrispondenti antiparticelle di carica elettrica opposta
05:01
These familiarfamiliare particlesparticelle alsoanche have lessDi meno familiarfamiliare
100
283000
1000
Queste particelle a noi più familiari hanno parenti
05:02
secondsecondo and thirdterzo generationsgenerazioni, whichquale have the samestesso chargesoneri as the first
101
284000
4000
di seconda e terza generazione, con la stessa carica della prima
05:06
but have much higherpiù alto massesmasse.
102
288000
2000
ma una massa molto più grande
05:10
These matterimporta particlesparticelle all interactinteragire with the variousvario forcevigore particlesparticelle.
103
292000
3000
Queste particelle materiali interagiscono fra di loro con le particelle delle forze
05:13
The electromagneticelettromagnetica forcevigore interactsinteragisce with electricallyelettricamente chargedcarico matterimporta
104
295000
3000
La forza elettromagnetica interagisce con la materia carica elettricamente
05:16
viaattraverso particlesparticelle calledchiamato photonsfotoni.
105
298000
2000
attraverso particelle chiamate fotoni
05:18
There is alsoanche a very weakdebole forcevigore calledchiamato, ratherpiuttosto unimaginativelypoca fantasia,
106
300000
3000
C'è poi una forza molto debole chiamata, con poca immaginazione,
05:21
the weakdebole forcevigore, that interactsinteragisce
107
303000
3000
l' interazione debole che agisce solo sulla materia sinistrorsa
05:24
only with left-handedmancino matterimporta.
108
306000
2000
l' interazione debole che agisce solo sulla materia sinistrorsa
05:27
The strongforte forcevigore actsatti betweenfra quarksQuark whichquale carrytrasportare
109
309000
2000
La interazione forte agisce fra i quark che hanno
05:29
a differentdiverso kindgenere of chargecarica, calledchiamato colorcolore chargecarica,
110
311000
2000
un tipo diverso di carica, chiamata colore
05:31
and come in threetre differentdiverso varietiesvarietà: redrosso, greenverde and blueblu.
111
313000
3000
e sono di tre varietà differenti: rosso, verde e blu
05:34
You can blamecolpa MurrayMurray Gell-MannGell-Mann for these namesnomi --
112
316000
2000
Potete lamentarvi con Murray Gell-Mann per i nomi
05:36
they're his faultcolpa.
113
318000
1000
è lui il responsabile
05:38
FinallyInfine, there's the forcevigore of gravitygravità, whichquale interactsinteragisce with matterimporta
114
320000
3000
In fine c'è la forza di gravità che interagisce con la materia
05:41
viaattraverso its massmassa and spinrotazione.
115
323000
2000
attraverso la sua massa e spin
05:44
The mostmaggior parte importantimportante thing to understandcapire here
116
326000
2000
La cosa più importante da capire
05:46
is that there's a differentdiverso kindgenere of chargecarica associatedassociato
117
328000
2000
è che c'è un diverso tipo di carica associata
05:48
with eachogni of these forcesforze.
118
330000
1000
con ciascuna di queste forze
05:50
These fourquattro differentdiverso forcesforze interactinteragire with matterimporta
119
332000
2000
Queste quattro forze interagiscono con la materia
05:52
accordingsecondo to the correspondingcorrispondente chargesoneri that eachogni particleparticella has.
120
334000
3000
in funzione della corrispondente carica che ha ogni particella
05:57
A particleparticella that hasn'tnon ha been seenvisto yetancora, but we're prettybella sure existsesiste,
121
339000
2000
Una particella che non è stata ancora vista ma siamo sicuri esista
05:59
is the HiggsHiggs particleparticella, whichquale gives massesmasse to all these other particlesparticelle.
122
341000
4000
è la particella di Higgs che dà massa a tutte le altre
06:04
The mainprincipale purposescopo of the LargeGrande HadronHadron ColliderCollider
123
346000
1000
la funzione proncipale del Large Hadron Collider
06:05
is to see this HiggsHiggs particleparticella, and we're almostquasi certaincerto it will.
124
347000
3000
è di scoprire la particella di Higgs e siamo quasi sicuri che lo farà.
06:09
But the greatestpiù grande mysterymistero is what elsealtro we mightpotrebbe see.
125
351000
3000
ma il mistero più grande e ': cos' altro vedremo?
06:13
And I'm going to showmostrare you one beautifulbellissimo possibilitypossibilità
126
355000
2000
Verso la fine della presentazione vi mostrerò
06:15
towardsin direzione the endfine of this talk.
127
357000
1000
una bellissima possibilità
06:19
Now, if we countcontare up all these differentdiverso particlesparticelle
128
361000
1000
Se contiamo tutte le possibilità di particelle differenti
06:20
usingutilizzando theirloro variousvario spinsgiri and chargesoneri, there are 226.
129
362000
4000
con tutte le possibili cariche e spin arriviamo a 226
06:25
That's a lot of particlesparticelle to keep tracktraccia of.
130
367000
1000
un sacco di particelle di cui occuparci
06:27
And it seemssembra strangestrano that naturenatura would have
131
369000
2000
Sembra strano che la natura richieda
06:29
so manymolti elementaryelementare particlesparticelle.
132
371000
2000
così tante particelle elementari
06:32
But if we plottracciare them out accordingsecondo to theirloro chargesoneri,
133
374000
2000
ma se le grafichiamo in funzione della carica
06:34
some beautifulbellissimo patternsmodelli emergeemergere.
134
376000
2000
emergono dei magnifici disegni geometrici
06:38
The mostmaggior parte familiarfamiliare chargecarica is electricelettrico chargecarica.
135
380000
2000
La carica più familiare è quella elettrica
06:41
ElectronsElettroni have an electricelettrico chargecarica, a negativenegativo one,
136
383000
2000
Gli elettroni hanno una carica elettrica negativa di uno
06:43
and quarksQuark have electricelettrico chargesoneri in thirdsterzi.
137
385000
2000
e i quark hanno carica elettrica un terzo
06:45
So when two up quarksQuark and a down quarkQuark are combinedcombinato
138
387000
2000
Quindi quando si combinano 2 quark up con uno down
06:47
to make a protonprotone, it has a totaltotale electricelettrico chargecarica of pluspiù one.
139
389000
3000
per fare un protone, la carica totale è uguale a +1
06:51
These particlesparticelle alsoanche have anti-particlesanti-particelle, whichquale have oppositedi fronte chargesoneri.
140
393000
3000
Le particelle hanno antiparticelle con carica opposta
06:55
Now, it turnsgiri out the electricelettrico chargecarica is actuallyin realtà
141
397000
1000
Succede che la carica elettrica
06:56
a combinationcombinazione of two other chargesoneri:
142
398000
3000
risulta dalla combinazione di due altre cariche:
06:59
hyperchargeipercarica and weakdebole chargecarica.
143
401000
2000
l' hypercharge e la weak charge
07:02
If we spreaddiffusione out the hyperchargeipercarica and weakdebole chargecarica
144
404000
1000
Se separiamo l' hypercharge dalla weak charge
07:03
and plottracciare the chargesoneri of particlesparticelle in this two-dimensionalbidimensionale chargecarica spacespazio,
145
405000
5000
e disponiamo le particelle cariche in questo spazio bidimensionale
07:08
the electricelettrico chargecarica is where these particlesparticelle sitsedersi
146
410000
2000
la carica elettrica indica la posizione delle particelle
07:10
alonglungo the verticalverticale directiondirezione.
147
412000
2000
lungo la direzione verticale
07:13
The electromagneticelettromagnetica and weakdebole forcesforze interactinteragire with matterimporta
148
415000
2000
Le forze elettromagnetiche e deboli interagiscono con la materia
07:15
accordingsecondo to theirloro hyperchargeipercarica and weakdebole chargecarica,
149
417000
2000
in funzione della loro hypercharge e weak charge
07:17
whichquale make this patternmodello.
150
419000
1000
che sono responsabili per questa distribuzione spaziale
07:19
This is calledchiamato the UnifiedUnificata ElectroweakElettrodebole ModelModello,
151
421000
1000
Questo è il Modello Unificato Elettrodebole
07:20
and it was put togetherinsieme back in 1967.
152
422000
3000
che è stato realizzato nel 1967
07:24
The reasonragionare mostmaggior parte of us are only familiarfamiliare with electricelettrico chargecarica
153
426000
2000
La ragione per la quale la maggior parte di noi conosce bene la carica elettrica
07:26
and not bothentrambi of these is because of the HiggsHiggs particleparticella.
154
428000
3000
e non le altre due è a causa della particella di Higgs
07:30
The HiggsHiggs, over here on the left, has a largegrande massmassa
155
432000
3000
La Higgs qui sulla sinistra, ha una massa grande
07:33
and breakspause the symmetrysimmetria of this electroweakelettrodebole patternmodello.
156
435000
2000
e rompe la simmetria elettrodebole
07:36
It makesfa the weakdebole forcevigore very weakdebole
157
438000
1000
Rende la forza debole molto debole
07:37
by givingdando the weakdebole particlesparticelle a largegrande massmassa.
158
439000
2000
dando alle particelle deboli una massa grande
07:39
SinceDal this massivemassiccio HiggsHiggs sitssi siede alonglungo the horizontalorizzontale directiondirezione
159
441000
3000
Dato che la massiccia Higgs si situa sull' asse orizzontale
07:42
in this diagramdiagramma, the photonsfotoni of electromagnetismelettromagnetismo remainrimanere masslesssenza massa
160
444000
4000
su questo diagramma, i fotoni dell' elettromagnetismo rimangono senza massa
07:46
and interactinteragire with electricelettrico chargecarica alonglungo the verticalverticale directiondirezione
161
448000
2000
e interagiscono con la carica elettrica lungo la direzione verticale
07:48
in this chargecarica spacespazio.
162
450000
1000
in questo spazio delle cariche.
07:52
So the electromagneticelettromagnetica and weakdebole forcesforze are describeddescritta
163
454000
2000
In questo modo le forze elettromagnetiche e deboli sono descritte
07:54
by this patternmodello of particleparticella chargesoneri in two-dimensionalbidimensionale spacespazio.
164
456000
3000
da questo grafico bidimensionale di particelle cariche
07:58
We can includeincludere the strongforte forcevigore by spreadingdiffusione out
165
460000
2000
Possiamo includere l' interazione forte separando
08:00
its two chargecarica directionsindicazioni and plottingplottaggio the chargesoneri
166
462000
3000
le sue due direzioni di cariche e rappresentando le cariche
08:03
of the forcevigore particlesparticelle in quarksQuark alonglungo these directionsindicazioni.
167
465000
3000
di questa forza con i quark lungo queste due direzioni
08:07
The chargesoneri of all knownconosciuto particlesparticelle can be plottedtracciati
168
469000
2000
Le cariche di tutte le particelle note possono essere disposte
08:09
in a four-dimensionalquadridimensionale chargecarica spacespazio, and projectedproiettata down
169
471000
3000
in uno spazio delle cariche a 4 dimensioni che si può proiettare
08:12
to two dimensionsdimensioni like this so we can see them.
170
474000
2000
su due dimensioni per poterlo raffigurare
08:15
WheneverOgni volta che particlesparticelle interactinteragire, naturenatura keepsmantiene things in a perfectperfezionare balanceequilibrio
171
477000
3000
Ogni volta che le particelle interagiscono la natura conserva
08:18
alonglungo all fourquattro of these chargecarica directionsindicazioni.
172
480000
2000
un perfetto equilibrio fra tutte queste cariche
08:21
If a particleparticella and an anti-particleanti-particella collideentrare in collisione, it createscrea a burstscoppiare of energyenergia
173
483000
3000
Se una particella e un' antiparticella collidono si crea un' emissione d' energia
08:24
and a totaltotale chargecarica of zerozero in all fourquattro chargecarica directionsindicazioni.
174
486000
3000
e la carica si azzera in tutte e quattro le direzioni
08:28
At this pointpunto, anything can be createdcreato as long as it has
175
490000
3000
A questo punto qualunque cosa può emergere a patto che
08:31
the samestesso energyenergia and maintainsmantiene a totaltotale chargecarica of zerozero.
176
493000
2000
abbia la stessa energia e mantenga la carica totale uguale a zero
08:34
For exampleesempio, this weakdebole forcevigore particleparticella and its anti-particleanti-particella
177
496000
3000
Per esempio questa particella di interazione debole e la sua antiparticella
08:37
can be createdcreato in a collisioncollisione.
178
499000
2000
possono essere create in una collisione
08:39
In furtherulteriore interactionsinterazioni, the chargesoneri mustdovere always balanceequilibrio.
179
501000
3000
In interazioni successive le cariche devono sempre bilanciarsi
08:42
One of the weakdebole particlesparticelle could decaydecadimento into an electronelettrone
180
504000
3000
una delle particelle può decadere in un elettrone
08:45
and an anti-neutrinoanti-neutrino elettronico,
181
507000
2000
e un antineutrino
08:47
and these threetre still addInserisci to zerozero totaltotale chargecarica.
182
509000
3000
e la carica totale delle tre è sempre zero
08:50
NatureNatura always keepsmantiene a perfectperfezionare balanceequilibrio.
183
512000
2000
La natura mantiene sempre un equilibrio perfetto
08:53
So these patternsmodelli of chargesoneri are not just prettybella.
184
515000
2000
Quindi questi disegni non solo solo belli
08:55
They tell us what interactionsinterazioni are allowedpermesso to happenaccadere.
185
517000
3000
ci dicono quali interazioni sono permesse
08:58
And we can rotateruotare this chargecarica spacespazio in fourquattro dimensionsdimensioni
186
520000
3000
e possiamo ruotare questo spazio di cariche in 4 dimensioni
09:01
to get a better look at the strongforte interactioninterazione,
187
523000
2000
per veder meglio l' interazione forte
09:03
whichquale has this nicesimpatico hexagonalesagonale symmetrysimmetria.
188
525000
2000
che ha questa bella simmetria esagonale
09:06
In a strongforte interactioninterazione, a strongforte forcevigore particleparticella, suchcome as this one,
189
528000
4000
Nell' interazione forte, una particella di interazione, come questa
09:10
interactsinteragisce with a coloredcolorato quarkQuark, suchcome as this greenverde one,
190
532000
3000
interagisce con un color quark, come questo verde
09:13
to give a quarkQuark with a differentdiverso colorcolore chargecarica -- this redrosso one.
191
535000
4000
per formare un quark con diverso colore -- quello rosso
09:18
And strongforte interactionsinterazioni are happeningavvenimento millionsmilioni of timesvolte
192
540000
2000
e interazioni forti si verificano milioni di volte
09:20
eachogni secondsecondo in everyogni atomatomo of our bodiescorpi,
193
542000
3000
al secondo in ogni atomo del nostro corpo
09:23
holdingdetenzione the atomicatomico nucleinuclei togetherinsieme.
194
545000
2000
per tener insieme i nuclei atomici
09:27
But these fourquattro chargesoneri correspondingcorrispondente to threetre forcesforze
195
549000
3000
Ma queste 4 cariche in corrispondenza di 3 forze
09:30
are not the endfine of the storystoria.
196
552000
1000
non sono la fine della storia
09:32
We can alsoanche includeincludere two more chargesoneri
197
554000
1000
Possiamo includere altre due cariche
09:33
correspondingcorrispondente to the gravitationaldi gravitazione forcevigore.
198
555000
2000
in corrispondenza alla forza gravitazionale
09:35
When we includeincludere these, eachogni matterimporta particleparticella
199
557000
3000
Includendole ogni particella materiale
09:38
has two differentdiverso spinrotazione chargesoneri, spin-upspin-up and spin-downselezione a discesa.
200
560000
3000
ha 2 cariche di spin, spin-up e spin-down
09:42
So they all splitDiviso, and give a nicesimpatico patternmodello
201
564000
2000
quindi si ridividono ancora tutte costruendo un bel disegno
09:44
in six-dimensionalSei-dimensionale chargecarica spacespazio.
202
566000
2000
nello spazio a 6 dimensioni della carica
09:46
We can rotateruotare this patternmodello in sixsei dimensionsdimensioni,
203
568000
2000
Possiamo ruotare questo disegno in 6 dimensioni
09:48
and see that it's quiteabbastanza prettybella.
204
570000
2000
e notare che è particolarmente bello
09:53
Right now, this patternmodello matchespartite our bestmigliore currentattuale knowledgeconoscenza
205
575000
4000
Questo disegno riflette la nostra miglior comprensione attuale
09:57
of how naturenatura is builtcostruito at the tinyminuscolo scalesbilancia
206
579000
2000
di come la natura sia fatta sulla piccola scala
09:59
of these elementaryelementare particlesparticelle.
207
581000
1000
di queste particelle elementari
10:01
This is what we know for certaincerto.
208
583000
2000
Questo è quanto sappiamo per certo
10:03
Some of these particlesparticelle are at the very limitlimite
209
585000
1000
Alcune di queste particelle sono al lmite
10:04
of what we'venoi abbiamo been ablecapace to reachraggiungere with experimentsesperimenti.
210
586000
2000
di quanto gli esperimenti hanno potuto rivelare
10:07
From this patternmodello, we alreadygià know the particleparticella physicsfisica
211
589000
3000
Da questi disegni si può estrarre la fisica delle particelle
10:10
of these tinyminuscolo scalesbilancia. The way the universeuniverso workslavori
212
592000
3000
a queste minime dimensioni. Il modo di funzionare
10:13
with these tinyminuscolo scalesbilancia is very beautifulbellissimo.
213
595000
3000
dell' universo a queste scale è bellissimo
10:17
But now I'm going to discussdiscutere some newnuovo and oldvecchio ideasidee
214
599000
2000
Ora discuterò di idee vecchie e nuove
10:19
about things we don't know yetancora.
215
601000
1000
a proposito di cose che ancora non sappiamo
10:22
We want to expandespandere this patternmodello usingutilizzando mathematicsmatematica aloneda solo,
216
604000
2000
Vogliamo espandere queste immagini usando solo la matematica
10:24
and see if we can get our handsmani on the wholetotale enchiladaenchilada.
217
606000
3000
e vedere di metter le mani su tutta la frittata senza romperla
10:27
We want to find all the particlesparticelle and forcesforze
218
609000
2000
Vogliamo trovare tutte le particelle e le forze
10:29
that make a completecompletare pictureimmagine of our universeuniverso.
219
611000
2000
capaci di completare la nostra immagine dell' universo
10:32
And we want to use this pictureimmagine to predictpredire newnuovo particlesparticelle
220
614000
2000
e vogliamo usare questa descrizione per predire nuove particelle
10:34
that we'llbene see when experimentsesperimenti reachraggiungere higherpiù alto energiesenergie.
221
616000
2000
che vedremo quando gli esperimenti raggiungeranno energie maggiori
10:39
So there's an oldvecchio ideaidea in particleparticella physicsfisica
222
621000
2000
C'è una vecchia idea della fisica delle particelle
10:41
that this knownconosciuto patternmodello of chargesoneri, whichquale is not very symmetricsimmetrica,
223
623000
4000
che questo noto disegno di cariche, che non è molto simmetrico
10:45
could emergeemergere from a more perfectperfezionare patternmodello that getsprende brokenrotto --
224
627000
3000
emerga da una simmetria più completa che è rotta
10:49
similarsimile to how the HiggsHiggs particleparticella breakspause the electroweakelettrodebole patternmodello
225
631000
2000
in maniera simile a come la particella di Higgs sopprime
10:51
to give electromagnetismelettromagnetismo.
226
633000
1000
la simmetria elettrodebole per darci l' elettromagnetismo
10:53
In orderordine to do this, we need to introduceintrodurre newnuovo forcesforze
227
635000
3000
Per far ciò dobbiamo introdurre nuove forze
10:56
with newnuovo chargecarica directionsindicazioni.
228
638000
2000
con nuove direzioni di carica
11:00
When we introduceintrodurre a newnuovo directiondirezione, we get to guessindovina
229
642000
2000
Introducendo una nuova direzione dobbiamo postulare
11:02
what chargesoneri the particlesparticelle have alonglungo this directiondirezione,
230
644000
3000
quali cariche le particelle abbiano in quella direzione
11:05
and then we can rotateruotare it in with the othersaltri.
231
647000
1000
e poi possiamo inglobarle con le altre
11:08
If we guessindovina wiselycon saggezza, we can constructcostruire the standardstandard chargesoneri
232
650000
3000
Se facciamo la congettura giusta ricostruiamo le cariche standard
11:11
in sixsei chargecarica dimensionsdimensioni as a brokenrotto symmetrysimmetria
233
653000
3000
in 6 dimensioni come una simmetria soppressa di questo
11:14
of this more perfectperfezionare patternmodello in sevenSette chargecarica dimensionsdimensioni.
234
656000
3000
insieme di cariche più completo in 7 dimensioni
11:18
This particularparticolare choicescelta correspondscorrisponde to a grandgrande unifiedunificato theoryteoria
235
660000
3000
Questa scelta specifica corrisponde a una teoria unificata
11:21
introducedintrodotto by PatiPati and SalamSalam in 1973.
236
663000
3000
introdotta da Pati e Salam nel 1973
11:24
When we look at this newnuovo unifiedunificato patternmodello,
237
666000
3000
Quando guardiamo a questo nuovo sistema unificato
11:27
we can see a couplecoppia of gapslacune where particlesparticelle seemsembrare to be missingmancante.
238
669000
3000
vediamo una coppia di buchi dove sembra che manchino delle particelle
11:31
This is the way theoriesteorie of unificationunificazione work.
239
673000
2000
Questo è il modo in cui fnzionano le teorie di unificazione
11:34
A physicistfisico lookssembra for largerpiù grandi, more symmetricsimmetrica patternsmodelli
240
676000
2000
Il fisico cerca delle simmetrie più grandi e regolari
11:36
that includeincludere the establishedstabilito patternmodello as a subsetsottoinsieme.
241
678000
3000
che includano come sottoinsieme le regolarità conosciute
11:40
The largerpiù grandi patternmodello allowsconsente us to predictpredire the existenceesistenza
242
682000
2000
Il sistema allargato ci permette di predire l'esistenza
11:42
of particlesparticelle that have never been seenvisto.
243
684000
2000
di particelle ancora non scoperte
11:45
This unificationunificazione modelmodello predictspredice the existenceesistenza of these two
244
687000
3000
Questo modello unificato predice l' esistenza di queste due
11:48
newnuovo forcevigore particlesparticelle, whichquale should actatto a lot like the weakdebole forcevigore,
245
690000
4000
nuove particelle di interazione che dovrebbero comportarsi
11:52
only weakerpiù debole.
246
694000
1000
in modo analogo alla interazione debole, ma in modo ancora più debole
11:54
Now we can rotateruotare this setimpostato of chargesoneri in sevenSette dimensionsdimensioni
247
696000
2000
Possiamo ruotare quest' insieme di cariche in 7 dimensioni
11:56
and considerprendere in considerazione an odddispari factfatto about the matterimporta particlesparticelle:
248
698000
3000
e notare un fatto strano delle particelle materiali
11:59
the secondsecondo and thirdterzo generationsgenerazioni of matterimporta
249
701000
3000
la seconda e terza generazione di materia
12:02
have exactlydi preciso the samestesso chargesoneri in six-dimensionalSei-dimensionale chargecarica spacespazio
250
704000
3000
hanno esattamente le stesse cariche della prima generazione
12:05
as the first generationgenerazione.
251
707000
2000
nello spazio 6 dimensionale
12:08
These particlesparticelle are not uniquelyunivocamente identifiedidentificato by theirloro sixsei chargesoneri.
252
710000
2000
Queste particelle non sono univocamente identificate dalle loro sei cariche
12:12
They sitsedersi on topsuperiore of one anotherun altro in the standardstandard chargecarica spacespazio.
253
714000
2000
Sono disposte una sopra l' altra nello spazio delle cariche ordinario
12:16
HoweverTuttavia, if we work in eight-dimensionalotto-dimensionale chargecarica spacespazio,
254
718000
3000
ma se lavoriamo in uno spazio a 8 dimensioni
12:19
then we can assignassegnare uniqueunico newnuovo chargesoneri to eachogni particleparticella.
255
721000
4000
allora possiamo assegnare nuove cariche a ciascuna particella
12:23
Then we can spinrotazione these in eightotto dimensionsdimensioni,
256
725000
3000
Poi possiamo muoverle in 8 dimensioni
12:26
and see what the wholetotale patternmodello lookssembra like.
257
728000
2000
e vedere cosa succede alla configurazione
12:30
Here we can see the secondsecondo and thirdterzo generationsgenerazioni of matterimporta now
258
732000
2000
Qui possiamo vedere la seconda e terza generazione della materia
12:32
relatedrelazionato to the first generationgenerazione by a symmetrysimmetria calledchiamato "trialitytrialità."
259
734000
4000
relazionata alla prima da una simmetria chiamata "triality"
12:38
This particularparticolare patternmodello of chargesoneri in eightotto dimensionsdimensioni is actuallyin realtà
260
740000
3000
Questa particolare configurazione di cariche in 8 dimensioni
12:41
partparte of the mostmaggior parte beautifulbellissimo geometricgeometrico structurestruttura in mathematicsmatematica.
261
743000
3000
è parte della più bella struttura geometrica
12:46
It's a patternmodello of the largestmaggiore exceptionaleccezionale LieBugia groupgruppo, E8.
262
748000
3000
E' il disegno dell' E8 il più grande gruppo di Lie eccezionale.
12:50
This LieBugia groupgruppo is a smoothliscio, curvedcurvo shapeforma with 248 dimensionsdimensioni.
263
752000
3000
Questo gruppo di Lie è una superfice curva e liscia in 248 dimensioni
12:54
EachOgni pointpunto in this patternmodello correspondscorrisponde to a symmetrysimmetria
264
756000
3000
Ogni punto in questa figura corrisponde a una simmetria
12:57
of this very complexcomplesso and beautifulbellissimo shapeforma.
265
759000
2000
di questa forma molto complessa e bella
13:00
One smallpiccolo partparte of this E8 shapeforma can be used
266
762000
2000
Una piccola parte di questa forma E8 può essere usata
13:02
to describedescrivere the curvedcurvo space-timespazio-tempo of Einstein'sDi Einstein generalgenerale relativityrelatività,
267
764000
3000
per descrivere lo spazio-tempo curvo della relatività generale di Einstein
13:05
explainingspiegando gravitygravità.
268
767000
1000
dando una spiegazione della gravità
13:07
TogetherInsieme with quantumquantistico mechanicsmeccanica, the geometrygeometria of this shapeforma
269
769000
3000
Con la meccanica quantistica la geometria di questa forma
13:10
could describedescrivere everything about how the universeuniverso workslavori
270
772000
2000
può descrivere il funzionamento di tutto quanto l' universo
13:12
at the tiniestpiù piccolo scalesbilancia.
271
774000
2000
fino alla scala più piccola
13:14
The patternmodello of this shapeforma livingvita in eight-dimensionalotto-dimensionale chargecarica spacespazio
272
776000
3000
E il disegno di questa forma che vive nello spazio 8 dimensionale delle cariche
13:17
is exquisitelysquisitamente beautifulbellissimo,
273
779000
3000
è squisitamente bello
13:21
and it summarizessono riepilogati thousandsmigliaia of possiblepossibile interactionsinterazioni
274
783000
2000
e raccoglie migliaia di possibili interazioni
13:23
betweenfra these elementaryelementare particlesparticelle, eachogni of whichquale
275
785000
2000
fra queste particelle elementari, ciascuna delle quali
13:25
is just a facetfacet of this complicatedcomplicato shapeforma.
276
787000
2000
non è altro che una sfaccettatura di questa forma complicata
13:30
As we spinrotazione it, we can see manymolti of the other intricateintricato patternsmodelli
277
792000
2000
Girandola possiamo vedere molte delle altre forme intricate
13:32
containedcontenuta in this one.
278
794000
1000
in essa contenute
13:36
And with a particularparticolare rotationrotazione, we can look down throughattraverso this patternmodello
279
798000
2000
Con una rotazione specifica possiamo guardare a quest' oggetto
13:38
in eightotto dimensionsdimensioni alonglungo a symmetrysimmetria axisasse
280
800000
3000
in 8 dimensioni lungo uno dei suoi assi di simmetria
13:41
and see all the particlesparticelle at onceuna volta.
281
803000
2000
e vedere tutte le sue particelle contemporaneamente
13:44
It's a very beautifulbellissimo objectoggetto, and as with any unificationunificazione,
282
806000
3000
E' un bell' oggetto e come in ogni altro caso di unificazione
13:47
we can see some holesfori where newnuovo particlesparticelle are requirednecessario
283
809000
2000
si vedono dei buchi dove c'è bisogno di nuove particelle
13:49
by this patternmodello.
284
811000
2000
si vedono dei buchi dove c'è bisogno di nuove particelle
13:52
There are 20 gapslacune where newnuovo particlesparticelle should be,
285
814000
2000
Ci sono 20 posizioni per nuove particelle
13:55
two of whichquale have been filledpieno by the Pati-SalamPati-Salam particlesparticelle.
286
817000
2000
due delle quali sono state riempite dalle particelle di Pati e Salam
13:58
From theirloro locationPosizione in this patternmodello, we know that these newnuovo particlesparticelle
287
820000
2000
Dalla loro posizione nel reticolo sappiamo che queste particelle
14:00
should be scalarscalare fieldsi campi like the HiggsHiggs particleparticella,
288
822000
3000
sono campi scalari come la particella di Higgs
14:03
but have colorcolore chargecarica and interactinteragire with the strongforte forcevigore.
289
825000
2000
ma hanno colore e interagiscono con l' interazione forte
14:06
FillingRiempimento in these newnuovo particlesparticelle completescompleta this patternmodello,
290
828000
2000
Introducendo queste particelle il reticolo è completo
14:08
givingdando us the fullpieno E8.
291
830000
2000
dandoci l' intero E8
14:10
This E8 patternmodello has very deepin profondità mathematicalmatematico rootsradici.
292
832000
3000
Questo reticolo E8 ha radici matematiche profonde
14:13
It's consideredconsiderato by manymolti to be the mostmaggior parte beautifulbellissimo structurestruttura
293
835000
3000
molti lo considerano la più bella struttura matematica
14:16
in mathematicsmatematica.
294
838000
1000
molti lo considerano la più bella struttura matematica
14:17
It's a fantasticfantastico prospectprospettiva that this objectoggetto of great
295
839000
3000
E' una magnifica prospettiva che quest' oggetto di grande
14:20
mathematicalmatematico beautybellezza could describedescrivere the truthverità of particleparticella interactionsinterazioni
296
842000
3000
bellezza matematica possa descrivere le interazioni delle particelle
14:23
at the smallestpiù piccolo scalesbilancia imaginableche si possa immaginare.
297
845000
2000
alla più piccola scala immaginabile
14:25
And this ideaidea that naturenatura is describeddescritta by mathematicsmatematica
298
847000
5000
E l' idea che la natura sia descritta dalla matematica
14:30
is not at all newnuovo.
299
852000
2000
non è per nulla nuova.
14:32
In 1623, GalileoGalileo wroteha scritto this:
300
854000
2000
Nel 1623 Galileo scrisse:
14:36
"Nature'sDella natura grandgrande booklibro, whichquale standsstand continuallycontinuamente openAperto to our gazesguardo,
301
858000
3000
"La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto
14:39
is writtenscritto in the languageLingua of mathematicsmatematica.
302
861000
2000
innanzi agli occhi ma non si può intendere se prima non s’impara a intender
14:42
Its characterspersonaggi are trianglestriangoli, circlescerchi and other geometricalgeometrica figuresfigure,
303
864000
3000
la lingua e conoscer i caratteri. Egli è scritto in lingua matematica,
14:45
withoutsenza whichquale it is humanlyumanamente impossibleimpossibile to understandcapire
304
867000
2000
e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche,
14:47
a singlesingolo wordparola of it;
305
869000
1000
senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola
14:49
withoutsenza these, one is wanderingGirovagando around in a darkbuio labyrinthlabirinto."
306
871000
3000
senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto."
14:54
I believe this to be truevero, and I've triedprovato
307
876000
2000
Io credo che questo sia vero e ho provato
14:56
to followSeguire Galileo'sDi Galileo guidanceGuida in describingdescrivendo the mathematicsmatematica
308
878000
2000
a seguire Galileo nell' uso della matematica
14:58
of particleparticella physicsfisica usingutilizzando only trianglestriangoli, circlescerchi
309
880000
3000
per descrivere la fisica delle particelle usando solo triangoli, cerchi
15:01
and other geometricalgeometrica figuresfigure.
310
883000
1000
e altre figure geometriche
15:03
Of coursecorso, when other physicistsi fisici and I actuallyin realtà work on this stuffcose,
311
885000
3000
Naturalmente quando altri fisici e io lavoriamo a queste cose
15:06
the mathematicsmatematica can resembleassomigliano a a darkbuio labyrinthlabirinto.
312
888000
3000
la matematica può sembrare un labirinto scuro
15:11
But it's reassuringrassicurante that at the heartcuore of this mathematicsmatematica
313
893000
3000
ma è rassicurante che al cuore di questa matematica
15:14
is purepuro, beautifulbellissimo geometrygeometria.
314
896000
2000
ci sia della geometria pura e bellissima
15:18
JoinedE ' entrato with quantumquantistico mechanicsmeccanica, this mathematicsmatematica
315
900000
2000
Insieme alla meccanica quantisitica questa matematica
15:20
describesdescrive our universeuniverso as a growingin crescita E8 coralcorallo,
316
902000
2000
descrive il nostro universo come un corallo in E8 mentre cresce
15:22
with particlesparticelle interactinginteragendo at everyogni locationPosizione in all possiblepossibile waysmodi
317
904000
4000
con ovunque particelle che interagiscono in tutti i modi possibili
15:26
accordingsecondo to a beautifulbellissimo patternmodello.
318
908000
2000
secondo uno schema elegante
15:30
And as more of the patternmodello comesviene into viewvista usingutilizzando newnuovo machinesmacchine
319
912000
2000
E man mano che la geometria si rivela a noi con l' uso di nuove macchine
15:32
like the LargeGrande HadronHadron ColliderCollider, we maypuò be ablecapace to see
320
914000
3000
come il Large Hadron Collider, potremmo vedere
15:35
whetherse naturenatura usesusi this E8 patternmodello or a differentdiverso one.
321
917000
4000
se la natura usa questo schema E8 o un altro
15:40
This processprocesso of discoveryscoperta is a wonderfulmeraviglioso adventureavventura to be involvedcoinvolti in.
322
922000
3000
Questo precesso di scoperta è un' avventura magnifica per chi vi è coinvolto
15:44
If the LHCLHC findsreperti particlesparticelle that fitin forma this E8 patternmodello,
323
926000
3000
Se l' LHC trovasse particelle che si adattano a questa geometria E8
15:47
that will be very, very coolfreddo.
324
929000
2000
sarebbe veramene straordinario
15:50
If the LHCLHC findsreperti newnuovo particlesparticelle, but they don't fitin forma this patternmodello --
325
932000
3000
Se l' LHC trovasse nuove particelle che non si adattano a questa geometria di E8
15:53
well, that will be very interestinginteressante, but badcattivo for this E8 theoryteoria.
326
935000
4000
bè sarebbe molto interessante ma una brutta notizia per questa teoria
15:58
And, of coursecorso, badcattivo for me personallypersonalmente.
327
940000
2000
e naturalmente non una buona cosa per me personalmente
16:00
(LaughterRisate)
328
942000
3000
(risata)
16:03
Now how badcattivo would that be?
329
945000
1000
Sarebbe un gran male?
16:04
Well, prettybella badcattivo.
330
946000
2000
Bè si.
16:06
(LaughterRisate)
331
948000
4000
(risata)
16:10
But predictingprevisione how naturenatura workslavori is a very riskyrischioso gamegioco.
332
952000
2000
Predire il funzionamento della natura è un gioco rischioso
16:13
This theoryteoria and othersaltri like it are long shotsscatti.
333
955000
3000
questa teoria, e altre di questo tipo, sono attività azzardate
16:17
One does a lot of harddifficile work knowingsapendo that mostmaggior parte of these ideasidee
334
959000
3000
Uno fa un sacco di lavoro duro sapendo che la maggior parte di queste idee
16:20
probablyprobabilmente won'tnon lo farà endfine up beingessere truevero about naturenatura.
335
962000
1000
probabilmente si dimostrano false
16:22
That's what doing theoreticalteorico physicsfisica is like:
336
964000
1000
Questo e' occuparsi di fisisca teorica:
16:24
there are a lot of wipeoutsentità coprenti.
337
966000
1000
ci sono un sacco di scarti
16:26
In this regardconsiderare, newnuovo physicsfisica theoriesteorie are a lot like start-upStart-up companiesaziende.
338
968000
3000
In questo senso le teorie nuove in fisica sono come delle start-up
16:32
As with any largegrande investmentinvestimento, it can be emotionallyemotivamente difficultdifficile
339
974000
2000
Come con ogni tipo di investimento sostanzioso è emotivamente difficile
16:34
to abandonabbandonare a linelinea of researchricerca when it isn't workinglavoro out.
340
976000
2000
abbandonare una linea di ricerca quado non stà funzionando
16:37
But in sciencescienza, if something isn't workinglavoro, you have to
341
979000
2000
Nella scienza se qualcosa non funziona bisogna
16:39
tossscossa it out and try something elsealtro.
342
981000
1000
gettarla e provare qualcosa di diverso
16:42
Now, the only way to maintainmantenere sanitysalute mentale and achieveraggiungere happinessfelicità
343
984000
3000
L' unico modo di mantenere la propria salute mentale ed essere felici
16:45
in the midstmezzo of this uncertaintyincertezza is to keep balanceequilibrio
344
987000
2000
in tutta quest' incertezza è di mantenere un equilibrio
16:47
and perspectiveprospettiva in life.
345
989000
2000
e un senso della prospettiva nella vita
16:51
I've triedprovato the bestmigliore I can to livevivere a balancedequilibrato life.
346
993000
2000
Ho cercato di vivere una vita il più possibile equilibrata
16:53
(LaughterRisate)
347
995000
3000
(risata)
16:56
I try to balanceequilibrio my life equallyugualmente betweenfra physicsfisica, love and surfingSurf --
348
998000
3000
Nella mia vita cerco di bilanciare la fisica con l' amore e il surf
16:59
my ownproprio threetre chargecarica directionsindicazioni.
349
1001000
2000
le mie 3 direzioni di carica
17:01
(LaughterRisate)
350
1003000
2000
(risata)
17:03
This way, even if the physicsfisica I work on comesviene to nothing,
351
1005000
2000
Così anche se la fisica sulla quale stò lavorando và a finire in niente
17:05
I still know I've livedha vissuto a good life.
352
1007000
2000
so di vivere una vita decente
17:08
And I try to livevivere in beautifulbellissimo placesposti.
353
1010000
2000
e cerco di vivere in bei posti
17:10
For mostmaggior parte of the pastpassato tendieci yearsanni I've livedha vissuto on the islandisola of MauiMaui,
354
1012000
3000
Per la maggior parte degli ultimi 10 anni ho vissuto sull' isola di Maui
17:13
a very beautifulbellissimo placeposto.
355
1015000
2000
un posto incantevole
17:15
Now it's one of the greatestpiù grande mysteriesmisteri in the universeuniverso to my parentsgenitori
356
1017000
3000
Uno dei più grandi misteri dell' universo per i miei genitori
17:18
how I managedgestito to survivesopravvivere all that time withoutsenza engagingavvincente
357
1020000
3000
è come sia riuscito a sopravvivere tutto questo tempo
17:21
in anything resemblingsimile a full-timetempo pieno employmentoccupazione.
358
1023000
2000
senza un impiego a tempo pieno
17:23
(LaughterRisate)
359
1025000
4000
(risata)
17:27
I'm going to let you in on that secretsegreto.
360
1029000
1000
Vi svelerò questo segreto
17:31
This was a viewvista from my home officeufficio on MauiMaui.
361
1033000
1000
Questa è la vista dal mio ufficio a Maui
17:35
And this is anotherun altro, and anotherun altro.
362
1037000
4000
e questa è un altra, e un altra
17:39
And you maypuò have noticedsi accorse that these beautifulbellissimo viewsvisualizzazioni
363
1041000
2000
Avrete notato che queste bellissime viste sono simili
17:41
are similarsimile, but in slightlyleggermente differentdiverso placesposti.
364
1043000
2000
ma in luoghi diversi
17:45
That's because this used to be my home and officeufficio on MauiMaui.
365
1047000
3000
E' perchè questa erano la mia casa e il mio ufficio a Maui
17:48
(LaughterRisate)
366
1050000
2000
(risata)
17:50
I've chosenscelto a very unusualinsolito life.
367
1052000
2000
Ho scelto una vita molto inusuale
17:53
But not worryingpreoccupante about rentaffitto allowedpermesso me to spendtrascorrere my time
368
1055000
2000
Ma non preoccuparsi dell' affitto mi ha permesso
17:55
doing what I love.
369
1057000
1000
di occuparmi di ciò che amo
17:57
LivingVivere a nomadicnomade existenceesistenza has been harddifficile at timesvolte,
370
1059000
2000
Vivere una vita nomade a volte è stato duro
17:59
but it's allowedpermesso me to livevivere in beautifulbellissimo placesposti
371
1061000
2000
ma mi ha permesso di vivere in posti magnifici
18:01
and keep a balanceequilibrio in my life that I've been happycontento with.
372
1063000
3000
e mantenere un equilibrio nella mia vita di cui sono soddisfatto
18:05
It allowsconsente me to spendtrascorrere a lot of my time hangingsospeso out
373
1067000
2000
Mi permette di passare molto tempo
18:07
with hyper-intelligentiper-intelligenti coralcorallo.
374
1069000
2000
con corallo iper intelligente
18:11
But I alsoanche greatlymolto enjoygodere the companyazienda of hyper-intelligentiper-intelligenti people.
375
1073000
2000
ma mi interessa molto anche la compagnia di gente iper intelligente
18:14
So I'm very happycontento to have been invitedinvitato here to TEDTED.
376
1076000
2000
quindi oggi sono molto contento di essere stato invitato qui
18:17
Thank you very much.
377
1079000
1000
Grazie e mille
18:18
(ApplauseApplausi)
378
1080000
13000
(applauso)
18:31
ChrisChris AndersonAnderson: I probablyprobabilmente understoodinteso two percentper cento of that,
379
1093000
1000
Chris Anderson: probabilmene ho capito il 2%
18:32
but I still absolutelyassolutamente lovedamato it. So I'm going to soundsuono dumbmuto.
380
1094000
6000
ma mi è molto piaciuto, quindi ora farò la figura del fesso
18:38
Your theoryteoria of everything --
381
1100000
3000
La tua teoria del tutto --
18:41
GarrettGarrett LisiLisi: I'm used to coralcorallo.
382
1103000
1000
Garrett Lisi: sono abituato col corallo
18:42
CACA: That's right. The reasonragionare it's got a fewpochi people
383
1104000
2000
CA: E' vero, la ragione per la quale la gente
18:44
at leastmeno excitedemozionato is because, if you're right, it bringsporta
384
1106000
3000
si è entusiasmata è perchè, se tu hai ragione
18:47
gravitygravità and quantumquantistico theoryteoria togetherinsieme.
385
1109000
2000
unifica la gravità e la teoria quantistica
18:50
So are you sayingdetto that we should think of the universeuniverso,
386
1112000
3000
Stai quindi dicendo che dovremmo pensare all' universo --
18:53
at its heartcuore -- that the smallestpiù piccolo things that there are,
387
1115000
3000
cioè che in fondo le cose più piccole al mondo
18:56
are somehowin qualche modo an E8 objectoggetto of possibilitypossibilità?
388
1118000
7000
sono una specie di oggetto E8?
19:03
I mean, is there a scalescala to it, at the smallestpiù piccolo scalescala,
389
1125000
2000
Cioè, c'è una scala al livello dele cose più piccole
19:05
or ...?
390
1127000
1000
nella tua testa, o ...?
19:06
GLGL: Well, right now the patternmodello I showedha mostrato you that correspondscorrisponde
391
1128000
3000
GL: ora la geometria che vi ho mostrato corrispondere
19:09
to what we know about elementaryelementare particleparticella physicsfisica --
392
1131000
4000
a ciò che sappiamo delle particelle elementari
19:13
that alreadygià correspondscorrisponde to a very beautifulbellissimo shapeforma.
393
1135000
3000
già consiste in una forma molto bella
19:16
And that's the one that I said we knewconosceva for certaincerto.
394
1138000
1000
e quella già la possiamo dare per certa
19:18
And that shapeforma has remarkablenotevole similaritiesanalogie -- and the way it fitssi adatta
395
1140000
4000
Questa forma ha delle similitudini notevoli, e il modo in cui calza
19:22
into this E8 patternmodello could be the restriposo of the pictureimmagine.
396
1144000
3000
in questa geometria E8 potrebbe essere la parte mancante
19:26
And these patternsmodelli of pointspunti that I've shownmostrato for you
397
1148000
3000
E questi reticoli di punti che vi ho mostrato
19:29
actuallyin realtà representrappresentare symmetriessimmetrie of this high-dimensionalhigh-dimensionale objectoggetto
398
1151000
4000
rappresentano simmetrie di quest' oggetto a molte dimensioni
19:33
that would be warpingorditura and movingin movimento and dancingdanza
399
1155000
3000
che si deforma, si muove e danza
19:36
over the spacespazio time that we experienceEsperienza.
400
1158000
2000
nello spazio-tempo che noi conosciamo
19:39
And that would be what explainsspiega all these
401
1161000
2000
E questo spiega tutte queste particelle
19:41
elementaryelementare particlesparticelle that we see.
402
1163000
1000
elementari che noi vediamo
19:42
CACA: But a stringstringa theoristteorico,
403
1164000
3000
CA: ma un teorico delle stringhe
19:45
as I understandcapire it, explainsspiega electronselettroni in termscondizioni of much smallerpiù piccola
404
1167000
2000
per come lo capisco io, spiega gli elettroni in termini di
19:47
stringsstringhe vibratingvibrazione --
405
1169000
1000
stringhe che vibrano in uno spazio molto più piccolo
19:48
I know you don't like stringstringa theoryteoria -- vibratingvibrazione insidedentro it.
406
1170000
2000
So che a te non piace la teoria delle sringhe - che vibrano dentro
19:51
How should we think of an electronelettrone in relationrelazione to E8?
407
1173000
5000
Come dovremmo pensare un elettrone rispetto a E8?
19:57
GLGL: No, it would be one of the symmetriessimmetrie of this E8 shapeforma.
408
1179000
3000
GL: No, sarebbe una delle simmetrie di questa forma E8
20:01
So what's happeningavvenimento is, as the shapeforma is movingin movimento over space-timespazio-tempo,
409
1183000
4000
Quel che succede è che mentre la forma si muove nello spazio-tempo
20:05
it's twistingtorsione. And the directiondirezione it's twistingtorsione as it movessi muove
410
1187000
4000
si rigira. Mentre si muove la direzione in cui si trova
20:09
is what particleparticella we see. So it would be --
411
1191000
2000
determina la particella che vediamo. Sarebbe come se....
20:11
CACA: The sizedimensione of the E8 shapeforma,
412
1193000
2000
CA: La dimensione della forma E8
20:13
how does that relateriferirsi to the electronelettrone?
413
1195000
1000
in che relazione è con l' elettrone?
20:14
I kindgenere of feel like I need that for my pictureimmagine.
414
1196000
2000
Credo che saperlo aiuterebbe la mia immaginazione.
20:16
Is it biggerpiù grande? Is it smallerpiù piccola?
415
1198000
1000
E' più grande? E' più piccola?
20:17
GLGL: Well, as farlontano as we know electronselettroni are pointpunto particlesparticelle,
416
1199000
2000
GL: Bè per quanto ne so io gli elettroni sono puntiformi
20:20
so this would be going down to the smallestpiù piccolo possiblepossibile scalesbilancia.
417
1202000
3000
quindi della scala più piccola possibile
20:24
So the way these things are explainedha spiegato in quantumquantistico fieldcampo theoryteoria
418
1206000
2000
Il modo in cui queste cose si spiegano nella teoria quantistica dei campi
20:26
is, all possibilitiespossibilità are expandingespansione and developingin via di sviluppo at onceuna volta.
419
1208000
4000
è che tutte le possibiltà si sviluppano e espandono allo stesso tempo.
20:30
And this is why I use the analogyanalogia to coralcorallo.
420
1212000
2000
Per questo uso l' analogia col corallo
20:33
And in this way, the way that E8 comesviene in is
421
1215000
7000
E8 è una forma abbinata a tutti i punti dello spazio-tempo
20:40
it will be as a shapeforma that's attachedallegato at eachogni pointpunto in space-timespazio-tempo.
422
1222000
4000
E8 è una forma abbinata a tutti i punti dello spazio-tempo
20:45
And, as I said, the way the shapeforma twistscolpi di scena --
423
1227000
4000
E, come ho detto, il modo in cui la forma gira
20:49
the directionaldirezionale alonglungo whichquale way the shapeforma is twistingtorsione
424
1231000
2000
la direzione in cui si trova
20:51
as it movessi muove over this curvedcurvo surfacesuperficie --
425
1233000
1000
mentre si muove sulla superfice curva
20:52
is what the elementaryelementare particlesparticelle are, themselvesloro stessi.
426
1234000
4000
è l' essenza stessa delle particelle elementari
20:56
So throughattraverso quantumquantistico fieldcampo theoryteoria, they manifestmanifesto themselvesloro stessi
427
1238000
4000
Nella teoria quantistica dei campi si manifestano
21:00
as pointspunti and interactinteragire that way.
428
1242000
1000
come punti e interagiscono come punti
21:02
I don't know if I'll be ablecapace to make this any clearerpiù chiara.
429
1244000
2000
Non so se riuscirei ad essere più chiaro
21:04
(LaughterRisate)
430
1246000
4000
(risata)
21:08
CACA: It doesn't really matterimporta.
431
1250000
1000
CA: non importa
21:09
It's evokingevocando a kindgenere of sensesenso of wondermeravigliarsi, and I certainlycertamente
432
1251000
4000
evoca una sensazione di prodigio e certamente
21:13
want to understandcapire more of this.
433
1255000
3000
io voglio capirne di più
21:16
But thank you so much for comingvenuta. That was absolutelyassolutamente fascinatingaffascinante.
434
1258000
2000
Grazie e mille per essere venuto, è stato assolutamente affascinante
21:18
(ApplauseApplausi)
435
1260000
3000
(applauso)

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ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

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Garrett Lisi | Speaker | TED.com