I Quark e il problem - solving: l'illuminazione del prof. Maiani

In un articolo di Rovelli su Domenica del Sole 24 ore (del 31.7.2011) si parla del nostro scienziato Maiani, presidente uscente del CNR. Maiani ha scoperto un 4° tipo di quark. I primi tre si chiamano quark up, quark down, quark strange. Il quarto che il nostro fisico ha scoperto con Glashow e Iliopoulos ha il nome di quark charme. Interessante perché Maiani e colleghi hanno proceduto come l'astronomo francese Alexis Bouvard.

Questi per deduzione, nel 1821, vale a dire osservando le irregolarità del moto di Urano, capì che doveva esserci un altro pianeta. Effettivamente Nettuno fu osservato nel 1846, confermando i calcoli e le ipotesi fatte da Bouvard.

Stessa cosa accadde per Maxwell il quale nel 1864 pubblica calcoli ed equazioni che implicano l'esistenza di onde elettromagnetiche, mai osservate prima. Le onde poi vengono prodotte e rilevate da Hertz nel 1886 e poi successivamente impiegate da Marconi per inventare le comunicazioni via radio, dando il via alla odierna civiltà delle telecomunicazioni di cui si avvale anche il presente blog.

Così succede per Maiani e colleghi i quali si rendono conto che per spiegare certe trasformazioni dei quark strange occorre l'ipotesi di un quarto tipo di quark appunto il quark charme. L'ipotesi teorica che è del 1970 si conferma veritiera con una serie di esperimenti tra il 1974 e il 1976 portati avanti con l'acceleratore di particelle di Stanford a Palo Alto in California.

Dunque abbiamo un esempio di come si costruisce il sapere che la scuola, tra i vari modelli, deve tener presente:

1. c'è il modello della scoperta induttiva che nasce dall'osservazione di fatti dai quali si parte per individuare leggi. Qui spesso si usano tecnologie e saperi connessi che ci aiutano nell'osservazione, tipo un telescopio (usato per scoprire molti pianeti), un microscopio, un metodo statistico, ecc. Si potrebbe dire dai fatti alla teoria;
2. c'è il modello deduttivo che si avvale dei saperi ex ante (cioè prima), nel caso sicuramente la matematica e i saperi della fisica della materia, per dedurre, l'esistenza di un fatto. Qui possiamo dire viceversa dalla teoria ai fatti.

Mi pare interessante sottolineare come l'uomo si cimenta con il mistero straordinario della conoscenza del mondo perché è fondamentale per promuovere l'insegnamento e l'apprendimento efficace nelle nostre scuole. Il sapere non va solo trasmesso ma anche fatto costruire e ricostruire dai nostri ragazzi. E' l'approccio costruzionista di Piaget di cui gli scienziati ci illustrano la via.

In ultimo ricordiamoci che in Italia abbiamo scienziati di alto valore come Maiani.