A theory of everything | Garrett Lisi

Traduttore: giuseppe cima Revisore: Paolo Strambio De Castillia

Whoa, dude.

Guardate queste equazioni infernali.

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can

Per i prossimi 18 minuti farò del mio meglio

to describe the beauty of particle physics without equations.

per descrivere senza equazioni la bellezza della fisica delle particelle.

It turns out there's a lot we can learn from coral.

Possiamo imparare molto dal corallo

A coral is a very beautiful and unusual animal.

Il corallo è un animale stupendo e inusuale

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

Ogni testa di corallo consiste di migliaia di polipi

These polyps are continually budding and branching

I polipi si riproducono e ramificano continuamente

into genetically identical neighbors.

in individui geneticamente identici

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Se pensassimo che questo fosse un corallo iperintelligente

potremmo individuare un polipo e fargli una domanda

we can single out an individual and ask him a reasonable question.

We can ask how exactly he got to be in this particular location

Potremmo chiedergli come ha fatto a ritrovarsi esattamente nella posizione

compared to his neighbors --

che ha rispetto ai suoi vicini

if it was just chance, or destiny, or what?

se è stato il caso, il destino o quant' altro?

Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,

Dopo essersi lamentato per il riscaldamento globale

ci direbbe che la nostra era una domanda stupida

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Questi coralli possono essere viziosi

and I have surfing scars to prove that.

e facendo surf ne porto le cicatrici per provarlo.

But this polyp would continue and tell us

E il polipo continuerebbe col dirci

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

che i suoi vicini sono sue copie identiche

That he was in all these other locations as well,

che lui è stato anche in tutti questi altri posti

but experiencing them as separate individuals.

anche se considera i suoi vicini individui autonomi

For a coral, branching into different copies

Per un corallo suddividersi in copie identiche

is the most natural thing in the world.

è la cosa più naturale del mondo

Unlike us, a hyperintelligent coral

Diversamente da noi, un corallo superintelligente è perfettamente

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

attrezzato per capire la meccanica quantistica.

The mathematics of quantum mechanics

La matematica della meccanica quantistica descrive molto accuratamente

very accurately describes how our universe works.

come funziona l' universo

And it tells us our reality is continually branching into different possibilities,

e ci dice che la nostra realtà si ramifica continuamente

in diverse possibilità, proprio come un corallo.

just like a coral.

It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,

E' molto strano per noi umani convincercene

since we only ever get to experience one possibility.

perchè noi viviamo solo una delle possibili realtà

This quantum weirdness was first described

Questa stranezza quantistica è stata descritta per la prima volta

by Erwin Schrödinger and his cat.

da Erwin Schrödinger con il suo gatto.

The cat likes this version better.

Al gatto piace di più questa versione

(Laughter)

(risate)

In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample

In questo apparato Schrödinger è in una scatola con un campione radioattivo

that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state

che, secondo la meccanica quantistica, si divide in uno stato

in which it is radiated and a state in which it is not.

in cui irradia e uno stato in cui non irradia

(Laughter)

(risata)

In the branch in which the sample radiates,

Nel ramo in cui il campione irradia

scatta un interruttore che rilascia del veleno e Scrödinger muore

it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.

But in the other branch of reality, he remains alive.

Ma nell' altra versione della realtà rimane in vita

These realities are experienced separately by each individual.

Queste due realtà sono vissute separatamente da ciascun individuo

As far as either can tell, the other one doesn't exist.

Per quanto ne sa uno quell' altro non esite

This seems weird to us,

Ci sembra strano perchè ciascuno di noi

because each of us only experiences an individual existence,

vive una sola esistenza

and we don't get to see other branches.

e non possiamo vedere le altre ramificazioni

It's as if each of us, like Schrödinger here,

E' come se ciascuno di noi, come Schrödinger, fossimo dei coralli

are a kind of coral branching into different possibilities.

che si dividono in realtà differenti

The mathematics of quantum mechanics tells us

La matematica della meccanica quantistica ci dice

this is how the world works at tiny scales.

che questo è il modo in cui il mondo funziona su piccola scala

It can be summed up in a single sentence:

Si può riassumere in un' unica frase:

Everything that can happen, does.

tutto quello che puo succedere, succede.

That's quantum mechanics.

Questa è la meccanica quantistica

But this does not mean everything happens.

Ciò non significa che tutto puo succedere.

The rest of physics is about describing what can happen and what can't.

L' essenza della fisica consiste nel descrivere cosa puo succedere

e cosa non puo

What physics tells us is that everything comes down to geometry

La fisica riduce tutto a geometria

and the interactions of elementary particles.

e alle interazioni delle particelle elementari

e eventi possono accadere solo se queste interazioni

And things can happen only if these interactions are perfectly balanced.

sono perfettamente bilanciate

Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,

Procederò col parlarvi dello studio delle partielle

cosa siano e come funziona quest' equilibrio

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

In questa macchina un fascio di protoni e di antiprotoni

are accelerated to near the speed of light

sono accelerati ad una velocità vicina a quella della luce

and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.

finchè non collidono producendo una scarica di pura energia

This energy is immediately converted into a spray of subatomic particles,

Quest' energia si converte subito in una pioggia

di particelle sub atomiche

with detectors and computers used to figure out their properties.

e rivelatori e computers registrano le loro proprietà

This enormous machine --

Questa enorme machina, il Large Hadron Collider

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

del CERN di Ginevra

has a circumference of 17 miles and, when it's operating,

ha una circonferenza di 27 kilometri

e, quando funziona, consuma 5 volte di più di Monterey

draws five times as much power as the city of Monterey.

e, quando funziona, consuma 5 volte di più di Monterey

We can't predict specifically

Non possiamo predire con precisione quali particelle

what particles will be produced in any individual collision.

saranno prodotte in ciascuna collisione

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

La meccanica quantistica ci dice che tutte le possibilità saranno realizzate

But physics does tell us what particles can be produced.

la fisica ci dice quali particelle possono essere prodotte

These particles must have just as much mass and energy

Queste particelle devono avere tanta massa e energia

as is carried in by the proton and antiproton.

quanta ne avevano il protone e l' antiprotone d' origine

Any particles more massive than this energy limit aren't produced,

Qualsiasi particella di massa superiore a questo limite

non puo essere prodotta e non la vedremo

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Questo nuovo acceleratore è molto interesante

It's going to push this energy limit seven times

perchè spingerà il limite d' energia di un fattore 7 volte

beyond what's ever been done before,

superiore a quanto mai fatto prima

so we're going to get to see some new particles very soon.

e molto presto vedremo delle particelle nuove

But before talking about what we might see,

Ma prima di parlare di ciò che potremmo vedere

let me describe the particles we already know of.

lasciatemi descrivere le particelle che conosciamo già

There's a whole zoo of subatomic particles.

C'e tutto uno zoo di particelle subatomiche

Most of us are familiar with electrons.

la maggior parte di noi conosce gli elettroni

A lot of people in this room make a good living pushing them around.

molte persone in questa sala guadagnano un buon salario

spingendoli di qui' e di la'

(risata)

(Laughter)

But the electron also has a neutral partner called the neutrino,

L' elettrone ha un socio senza carica detto neutrino

with no electric charge and a very tiny mass.

elettricamente neutro e con una piccolissima massa

In contrast, the up and down quarks have very large masses,

Per contro i quark up e down hanno grandi masse

and combine in threes to make the protons and neutrons inside atoms.

e si combinano in triplette per dar vita negli atomi a protoni e neutroni

e si combinano in triplette per dar vita negli atomi a protoni e neutroni

All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,

Tutte queste particelle materiali esistono nella varietà sinistrorsa e destrorsa

e hanno corrispondenti antiparticelle di carica elettrica opposta

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Queste particelle a noi più familiari hanno parenti

di seconda e terza generazione, con la stessa carica della prima

which have the same charges as the first but have much higher masses.

ma una massa molto più grande

These matter particles all interact with the various force particles.

Queste particelle materiali interagiscono fra di loro con le particelle delle forze

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

La forza elettromagnetica interagisce con la materia carica elettricamente

via particles called photons.

attraverso particelle chiamate fotoni

There is also a very weak force

C'è poi una forza molto debole chiamata, con poca immaginazione,

called, rather unimaginatively, the weak force ...

l' interazione debole che agisce solo sulla materia sinistrorsa

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

l' interazione debole che agisce solo sulla materia sinistrorsa

The strong force acts between quarks

La interazione forte agisce fra i quark che hanno

which carry a different kind of charge, called color charge,

un tipo diverso di carica, chiamata colore

and come in three different varieties: red, green and blue.

e sono di tre varietà differenti: rosso, verde e blu

You can blame Murray Gell-Mann for these names -- they're his fault.

Potete lamentarvi con Murray Gell-Mann per i nomi

è lui il responsabile

Finally, there's the force of gravity,

In fine c'è la forza di gravità che interagisce con la materia

which interacts with matter via its mass and spin.

attraverso la sua massa e spin

The most important thing to understand here

La cosa più importante da capire

is that there's a different kind of charge associated with each of these forces.

è che c'è un diverso tipo di carica associata

con ciascuna di queste forze

These four different forces interact with matter

Queste quattro forze interagiscono con la materia

according to the corresponding charges that each particle has.

in funzione della corrispondente carica che ha ogni particella

A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,

Una particella che non è stata ancora vista ma siamo sicuri esista

è la particella di Higgs che dà massa a tutte le altre

is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.

The main purpose of the Large Hadron Collider

la funzione proncipale del Large Hadron Collider

è di scoprire la particella di Higgs e siamo quasi sicuri che lo farà.

is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.

But the greatest mystery is what else we might see.

ma il mistero più grande e ': cos' altro vedremo?

And I'm going to show you one beautiful possibility

Verso la fine della presentazione vi mostrerò

towards the end of this talk.

una bellissima possibilità

Now, if we count up all these different particles

Se contiamo tutte le possibilità di particelle differenti

using their various spins and charges,

con tutte le possibili cariche e spin arriviamo a 226

there are 226.

That's a lot of particles to keep track of.

un sacco di particelle di cui occuparci

And it seems strange

Sembra strano che la natura richieda

that nature would have so many elementary particles.

così tante particelle elementari

But if we plot them out according to their charges,

ma se le grafichiamo in funzione della carica

some beautiful patterns emerge.

emergono dei magnifici disegni geometrici

The most familiar charge is electric charge.

La carica più familiare è quella elettrica

Electrons have an electric charge,

Gli elettroni hanno una carica elettrica negativa di uno

a negative one,

e i quark hanno carica elettrica un terzo

and quarks have electric charges in thirds.

Quindi quando si combinano 2 quark up con uno down

So when two up quarks and a down quark are combined to make a proton,

per fare un protone, la carica totale è uguale a +1

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

Le particelle hanno antiparticelle con carica opposta

Now, it turns out the electric charge

Succede che la carica elettrica

is actually a combination of two other charges:

risulta dalla combinazione di due altre cariche:

hypercharge and weak charge.

l' hypercharge e la weak charge

If we spread out the hypercharge and weak charge

Se separiamo l' hypercharge dalla weak charge

e disponiamo le particelle cariche in questo spazio bidimensionale

and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,

the electric charge is where these particles sit

la carica elettrica indica la posizione delle particelle

along the vertical direction.

lungo la direzione verticale

The electromagnetic and weak forces interact with matter

Le forze elettromagnetiche e deboli interagiscono con la materia

according to their hypercharge and weak charge,

in funzione della loro hypercharge e weak charge

which make this pattern.

che sono responsabili per questa distribuzione spaziale

This is called the unified electroweak model,

Questo è il Modello Unificato Elettrodebole

che è stato realizzato nel 1967

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

La ragione per la quale la maggior parte di noi conosce bene la carica elettrica

and not both of these is because of the Higgs particle.

e non le altre due è a causa della particella di Higgs

The Higgs, over here on the left, has a large mass

La Higgs qui sulla sinistra, ha una massa grande

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

e rompe la simmetria elettrodebole

It makes the weak force very weak by giving the weak particles a large mass.

Rende la forza debole molto debole

dando alle particelle deboli una massa grande

Since this massive Higgs sits along the horizontal direction in this diagram,

Dato che la massiccia Higgs si situa sull' asse orizzontale

su questo diagramma, i fotoni dell' elettromagnetismo rimangono senza massa

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

e interagiscono con la carica elettrica lungo la direzione verticale

in this charge space.

in questo spazio delle cariche.

So the electromagnetic and weak forces

In questo modo le forze elettromagnetiche e deboli sono descritte

are described by this pattern of particle charges

da questo grafico bidimensionale di particelle cariche

in two-dimensional space.

We can include the strong force by spreading out its two charge directions

Possiamo includere l' interazione forte separando

le sue due direzioni di cariche e rappresentando le cariche

and plotting the charges of the force particles in quarks

di questa forza con i quark lungo queste due direzioni

along these directions.

The charges of all known particles

Le cariche di tutte le particelle note possono essere disposte

can be plotted in a four-dimensional charge space,

in uno spazio delle cariche a 4 dimensioni che si può proiettare

and projected down to two dimensions like this so we can see them.

su due dimensioni per poterlo raffigurare

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Ogni volta che le particelle interagiscono la natura conserva

along all four of these charge directions.

un perfetto equilibrio fra tutte queste cariche

If a particle and an antiparticle collide,

Se una particella e un' antiparticella collidono si crea un' emissione d' energia

it creates a burst of energy and a total charge of zero

e la carica si azzera in tutte e quattro le direzioni

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

A questo punto qualunque cosa può emergere a patto che

as long as it has the same energy and maintains a total charge of zero.

abbia la stessa energia e mantenga la carica totale uguale a zero

For example, this weak force particle and its antiparticle

Per esempio questa particella di interazione debole e la sua antiparticella

can be created in a collision.

possono essere create in una collisione

In further interactions, the charges must always balance.

In interazioni successive le cariche devono sempre bilanciarsi

One of the weak particles could decay into an electron and an antineutrino,

una delle particelle può decadere in un elettrone

e un antineutrino

and these three still add to zero total charge.

e la carica totale delle tre è sempre zero

Nature always keeps a perfect balance.

La natura mantiene sempre un equilibrio perfetto

So these patterns of charges are not just pretty.

Quindi questi disegni non solo solo belli

ci dicono quali interazioni sono permesse

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

e possiamo ruotare questo spazio di cariche in 4 dimensioni

to get a better look at the strong interaction,

per veder meglio l' interazione forte

che ha questa bella simmetria esagonale

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

Nell' interazione forte, una particella di interazione, come questa

such as this one,

interacts with a colored quark, such as this green one,

interagisce con un color quark, come questo verde

per formare un quark con diverso colore -- quello rosso

to give a quark with a different color charge -- this red one.

And strong interactions are happening millions of times

e interazioni forti si verificano milioni di volte

al secondo in ogni atomo del nostro corpo

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

per tener insieme i nuclei atomici

But these four charges corresponding to three forces

Ma queste 4 cariche in corrispondenza di 3 forze

are not the end of the story.

non sono la fine della storia

We can also include two more charges corresponding to the gravitational force.

Possiamo includere altre due cariche

in corrispondenza alla forza gravitazionale

Includendole ogni particella materiale

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

ha 2 cariche di spin, spin-up e spin-down

spin-up and spin-down.

So they all split and give a nice pattern in six-dimensional charge space.

quindi si ridividono ancora tutte costruendo un bel disegno

nello spazio a 6 dimensioni della carica

We can rotate this pattern in six dimensions

Possiamo ruotare questo disegno in 6 dimensioni

e notare che è particolarmente bello

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Questo disegno riflette la nostra miglior comprensione attuale

of how nature is built at the tiny scales of these elementary particles.

di come la natura sia fatta sulla piccola scala

di queste particelle elementari

This is what we know for certain.

Questo è quanto sappiamo per certo

Some of these particles are at the very limit

Alcune di queste particelle sono al lmite

di quanto gli esperimenti hanno potuto rivelare

of what we've been able to reach with experiments.

From this pattern

Da questi disegni si può estrarre la fisica delle particelle

we already know the particle physics of these tiny scales --

a queste minime dimensioni. Il modo di funzionare

the way the universe works at these tiny scales is very beautiful.

dell' universo a queste scale è bellissimo

But now I'm going to discuss some new and old ideas

Ora discuterò di idee vecchie e nuove

about things we don't know yet.

a proposito di cose che ancora non sappiamo

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Vogliamo espandere queste immagini usando solo la matematica

e vedere di metter le mani su tutta la frittata senza romperla

and see if we can get our hands on the whole enchilada.

We want to find all the particles and forces

Vogliamo trovare tutte le particelle e le forze

that make a complete picture of our universe.

capaci di completare la nostra immagine dell' universo

And we want to use this picture to predict new particles

e vogliamo usare questa descrizione per predire nuove particelle

that we'll see when experiments reach higher energies.

che vedremo quando gli esperimenti raggiungeranno energie maggiori

So there's an old idea in particle physics

C'è una vecchia idea della fisica delle particelle

that this known pattern of charges,

che questo noto disegno di cariche, che non è molto simmetrico

which is not very symmetric,

could emerge from a more perfect pattern that gets broken --

emerga da una simmetria più completa che è rotta

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

in maniera simile a come la particella di Higgs sopprime

to give electromagnetism.

la simmetria elettrodebole per darci l' elettromagnetismo

In order to do this, we need to introduce new forces

Per far ciò dobbiamo introdurre nuove forze

with new charge directions.

con nuove direzioni di carica

When we introduce a new direction,

Introducendo una nuova direzione dobbiamo postulare

we get to guess what charges the particles have along this direction,

quali cariche le particelle abbiano in quella direzione

and then we can rotate it in with the others.

e poi possiamo inglobarle con le altre

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Se facciamo la congettura giusta ricostruiamo le cariche standard

in six charge dimensions as a broken symmetry

in 6 dimensioni come una simmetria soppressa di questo

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

insieme di cariche più completo in 7 dimensioni

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Questa scelta specifica corrisponde a una teoria unificata

introduced by Pati and Salam in 1973.

introdotta da Pati e Salam nel 1973

When we look at this new unified pattern,

Quando guardiamo a questo nuovo sistema unificato

we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.

vediamo una coppia di buchi dove sembra che manchino delle particelle

This is the way theories of unification work.

Questo è il modo in cui fnzionano le teorie di unificazione

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

Il fisico cerca delle simmetrie più grandi e regolari

that include the established pattern as a subset.

che includano come sottoinsieme le regolarità conosciute

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

Il sistema allargato ci permette di predire l'esistenza

di particelle ancora non scoperte

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Questo modello unificato predice l' esistenza di queste due

of these two new force particles,

nuove particelle di interazione che dovrebbero comportarsi

which should act a lot like the weak force, only weaker.

in modo analogo alla interazione debole, ma in modo ancora più debole

Now, we can rotate this set of charges in seven dimensions

Possiamo ruotare quest' insieme di cariche in 7 dimensioni

e notare un fatto strano delle particelle materiali

and consider an odd fact about the matter particles:

la seconda e terza generazione di materia

the second and third generations of matter

hanno esattamente le stesse cariche della prima generazione

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

nello spazio 6 dimensionale

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Queste particelle non sono univocamente identificate dalle loro sei cariche

They sit on top of one another in the standard charge space.

Sono disposte una sopra l' altra nello spazio delle cariche ordinario

However, if we work in eight-dimensional charge space,

ma se lavoriamo in uno spazio a 8 dimensioni

then we can assign unique new charges to each particle.

allora possiamo assegnare nuove cariche a ciascuna particella

Then we can spin these in eight dimensions

Poi possiamo muoverle in 8 dimensioni

and see what the whole pattern looks like.

e vedere cosa succede alla configurazione

Here we can see the second and third generations of matter now,

Qui possiamo vedere la seconda e terza generazione della materia

relazionata alla prima da una simmetria chiamata "triality"

related to the first generation by a symmetry called "triality."

This particular pattern of charges in eight dimensions

Questa particolare configurazione di cariche in 8 dimensioni

is actually part of the most beautiful geometric structure in mathematics.

è parte della più bella struttura geometrica

It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.

E' il disegno dell' E8 il più grande gruppo di Lie eccezionale.

This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.

Questo gruppo di Lie è una superfice curva e liscia in 248 dimensioni

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Ogni punto in questa figura corrisponde a una simmetria

of this very complex and beautiful shape.

di questa forma molto complessa e bella

One small part of this E8 shape can be used to describe

Una piccola parte di questa forma E8 può essere usata

the curved space-time of Einstein's general relativity,

per descrivere lo spazio-tempo curvo della relatività generale di Einstein

explaining gravity.

dando una spiegazione della gravità

Together with quantum mechanics,

Con la meccanica quantistica la geometria di questa forma

the geometry of this shape could describe everything

può descrivere il funzionamento di tutto quanto l' universo

about how the universe works at the tiniest scales.

fino alla scala più piccola

The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space

E il disegno di questa forma che vive nello spazio 8 dimensionale delle cariche

è squisitamente bello

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

e raccoglie migliaia di possibili interazioni

between these elementary particles,

fra queste particelle elementari, ciascuna delle quali

each of which is just a facet of this complicated shape.

non è altro che una sfaccettatura di questa forma complicata

As we spin it, we can see many of the other intricate patterns

Girandola possiamo vedere molte delle altre forme intricate

contained in this one.

in essa contenute

And with a particular rotation,

Con una rotazione specifica possiamo guardare a quest' oggetto

we can look down through this pattern in eight dimensions along a symmetry axis

in 8 dimensioni lungo uno dei suoi assi di simmetria

and see all the particles at once.

e vedere tutte le sue particelle contemporaneamente

It's a very beautiful object,

E' un bell' oggetto e come in ogni altro caso di unificazione

and as with any unification,

we can see some holes where new particles are required by this pattern.

si vedono dei buchi dove c'è bisogno di nuove particelle

si vedono dei buchi dove c'è bisogno di nuove particelle

There are 20 gaps where new particles should be,

Ci sono 20 posizioni per nuove particelle

two of which have been filled by the Pati-Salam particles.

due delle quali sono state riempite dalle particelle di Pati e Salam

From their location in this pattern, we know that these new particles

Dalla loro posizione nel reticolo sappiamo che queste particelle

should be scalar fields like the Higgs particle,

sono campi scalari come la particella di Higgs

but have color charge and interact with the strong force.

ma hanno colore e interagiscono con l' interazione forte

Filling in these new particles completes this pattern,

Introducendo queste particelle il reticolo è completo

dandoci l' intero E8

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Questo reticolo E8 ha radici matematiche profonde

It's considered by many to be the most beautiful structure in mathematics.

molti lo considerano la più bella struttura matematica

molti lo considerano la più bella struttura matematica

It's a fantastic prospect that this object of great mathematical beauty

E' una magnifica prospettiva che quest' oggetto di grande

bellezza matematica possa descrivere le interazioni delle particelle

could describe the truth of particle interactions

alla più piccola scala immaginabile

at the smallest scales imaginable.

E l' idea che la natura sia descritta dalla matematica

And this idea that nature is described by mathematics is not at all new.

non è per nulla nuova.

In 1623, Galileo wrote this:

Nel 1623 Galileo scrisse:

"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,

"La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto

is written in the language of mathematics.

innanzi agli occhi ma non si può intendere se prima non s’impara a intender

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

la lingua e conoscer i caratteri. Egli è scritto in lingua matematica,

without which it is humanly impossible to understand a single word of it;

e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche,

senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola

without these, one is wandering around in a dark labyrinth."

senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto."

I believe this to be true,

Io credo che questo sia vero e ho provato

and I've tried to follow Galileo's guidance

a seguire Galileo nell' uso della matematica

in describing the mathematics of particle physics

per descrivere la fisica delle particelle usando solo triangoli, cerchi

using only triangles, circles and other geometrical figures.

e altre figure geometriche

Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,

Naturalmente quando altri fisici e io lavoriamo a queste cose

la matematica può sembrare un labirinto scuro

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

But it's reassuring that at the heart of this mathematics

ma è rassicurante che al cuore di questa matematica

is pure, beautiful geometry.

ci sia della geometria pura e bellissima

Joined with quantum mechanics,

Insieme alla meccanica quantisitica questa matematica

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

descrive il nostro universo come un corallo in E8 mentre cresce

con ovunque particelle che interagiscono in tutti i modi possibili

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

secondo uno schema elegante

And as more of the pattern comes into view using new machines

E man mano che la geometria si rivela a noi con l' uso di nuove macchine

like the Large Hadron Collider,

come il Large Hadron Collider, potremmo vedere

we may be able to see whether nature uses this E8 pattern or a different one.

se la natura usa questo schema E8 o un altro

This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.

Questo precesso di scoperta è un' avventura magnifica per chi vi è coinvolto

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Se l' LHC trovasse particelle che si adattano a questa geometria E8

that will be very, very cool.

sarebbe veramene straordinario

If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --

Se l' LHC trovasse nuove particelle che non si adattano a questa geometria di E8

well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.

bè sarebbe molto interessante ma una brutta notizia per questa teoria

And, of course, bad for me personally.

e naturalmente non una buona cosa per me personalmente

(Laughter)

(risata)

Now, how bad would that be?

Sarebbe un gran male?

Well, pretty bad.

Bè si.

(Laughter)

(risata)

But predicting how nature works is a very risky game.

Predire il funzionamento della natura è un gioco rischioso

This theory and others like it are long shots.

questa teoria, e altre di questo tipo, sono attività azzardate

One does a lot of hard work knowing that most of these ideas

Uno fa un sacco di lavoro duro sapendo che la maggior parte di queste idee

probably won't end up being true about nature.

probabilmente si dimostrano false

That's what doing theoretical physics is like:

Questo e' occuparsi di fisisca teorica:

there are a lot of wipeouts.

ci sono un sacco di scarti

In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.

In questo senso le teorie nuove in fisica sono come delle start-up

As with any large investment,

Come con ogni tipo di investimento sostanzioso è emotivamente difficile

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

abbandonare una linea di ricerca quado non stà funzionando

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

Nella scienza se qualcosa non funziona bisogna

you have to toss it out and try something else.

gettarla e provare qualcosa di diverso

Now, the only way to maintain sanity

L' unico modo di mantenere la propria salute mentale ed essere felici

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

in tutta quest' incertezza è di mantenere un equilibrio

is to keep balance and perspective in life.

e un senso della prospettiva nella vita

I've tried the best I can to live a balanced life.

Ho cercato di vivere una vita il più possibile equilibrata

(Laughter)

(risata)

I try to balance my life equally between physics, love and surfing --

Nella mia vita cerco di bilanciare la fisica con l' amore e il surf

my own three charge directions.

le mie 3 direzioni di carica

(Laughter)

(risata)

This way, even if the physics I work on comes to nothing,

Così anche se la fisica sulla quale stò lavorando và a finire in niente

so di vivere una vita decente

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

e cerco di vivere in bei posti

For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,

Per la maggior parte degli ultimi 10 anni ho vissuto sull' isola di Maui

a very beautiful place.

un posto incantevole

Now, it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents

Uno dei più grandi misteri dell' universo per i miei genitori

how I managed to survive all that time

è come sia riuscito a sopravvivere tutto questo tempo

without engaging in anything resembling full-time employment.

senza un impiego a tempo pieno

(Laughter)

(risata)

I'm going to let you in on that secret.

Vi svelerò questo segreto

This was a view from my home office on Maui.

Questa è la vista dal mio ufficio a Maui

And this is another,

e questa è un altra, e un altra

and another.

And you may have noticed that these beautiful views are similar,

Avrete notato che queste bellissime viste sono simili

ma in luoghi diversi

but in slightly different places.

That's because this used to be my home and office on Maui.

E' perchè questa erano la mia casa e il mio ufficio a Maui

(Laughter)

(risata)

I've chosen a very unusual life.

Ho scelto una vita molto inusuale

But not worrying about rent

Ma non preoccuparsi dell' affitto mi ha permesso

allowed me to spend my time doing what I love.

di occuparmi di ciò che amo

Living a nomadic existence has been hard at times,

Vivere una vita nomade a volte è stato duro

but it's allowed me to live in beautiful places

ma mi ha permesso di vivere in posti magnifici

e mantenere un equilibrio nella mia vita di cui sono soddisfatto

and keep a balance in my life that I've been happy with.

It allows me to spend a lot of my time hanging out with hyperintelligent coral.

Mi permette di passare molto tempo

con corallo iper intelligente

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

ma mi interessa molto anche la compagnia di gente iper intelligente

So I'm very happy to have been invited here to TED.

quindi oggi sono molto contento di essere stato invitato qui

Thank you very much.

Grazie e mille

(Applause)

(applauso)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Chris Anderson: probabilmene ho capito il 2%

but I still absolutely loved it.

ma mi è molto piaciuto, quindi ora farò la figura del fesso

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

La tua teoria del tutto --

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Garrett Lisi: sono abituato col corallo

CA: That's right.

CA: E' vero, la ragione per la quale la gente

The reason it's got a few people at least excited

si è entusiasmata è perchè, se tu hai ragione

is because, if you're right, it brings gravity and quantum theory together.

unifica la gravità e la teoria quantistica

So are you saying that we should think of the universe, at its heart --

Stai quindi dicendo che dovremmo pensare all' universo --

cioè che in fondo le cose più piccole al mondo

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

sono una specie di oggetto E8?

I mean, is there a scale to it, at the smallest scale, or ...?

Cioè, c'è una scala al livello dele cose più piccole

nella tua testa, o ...?

GL: Well, right now the pattern I showed you

GL: ora la geometria che vi ho mostrato corrispondere

that corresponds to what we know about elementary particle physics --

a ciò che sappiamo delle particelle elementari

that already corresponds to a very beautiful shape.

già consiste in una forma molto bella

And that's the one that I said we knew for certain.

e quella già la possiamo dare per certa

And that shape has remarkable similarities --

Questa forma ha delle similitudini notevoli, e il modo in cui calza

and the way it fits into this E8 pattern, which could be the rest of the picture.

in questa geometria E8 potrebbe essere la parte mancante

And these patterns of points that I've shown for you

E questi reticoli di punti che vi ho mostrato

actually represent symmetries of this high-dimensional object

rappresentano simmetrie di quest' oggetto a molte dimensioni

that would be warping and moving and dancing

che si deforma, si muove e danza

over the space-time that we experience.

nello spazio-tempo che noi conosciamo

And that would be what explains all these elementary particles that we see.

E questo spiega tutte queste particelle

elementari che noi vediamo

CA: But a string theorist, as I understand it,

CA: ma un teorico delle stringhe

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

per come lo capisco io, spiega gli elettroni in termini di

stringhe che vibrano in uno spazio molto più piccolo

I know, you don't like string theory -- vibrating inside it.

So che a te non piace la teoria delle sringhe - che vibrano dentro

Come dovremmo pensare un elettrone rispetto a E8?

How should we think of an electron in relation to E8?

GL: Well, it would be one of the symmetries of this E8 shape.

GL: No, sarebbe una delle simmetrie di questa forma E8

So what's happening is, as the shape is moving over space-time, it's twisting.

Quel che succede è che mentre la forma si muove nello spazio-tempo

si rigira. Mentre si muove la direzione in cui si trova

And the direction it's twisting as it moves is what particle we see.

determina la particella che vediamo. Sarebbe come se....

So it would be --

CA: La dimensione della forma E8

CA: The size of the E8 shape, how does that relate to the electron?

in che relazione è con l' elettrone?

Credo che saperlo aiuterebbe la mia immaginazione.

I feel like I need that for my picture. Is it bigger? Is it smaller?

E' più grande? E' più piccola?

GL: Bè per quanto ne so io gli elettroni sono puntiformi

GL: As far as we know, electrons are point particles,

quindi della scala più piccola possibile

so this would be going down to the smallest possible scales.

So the way these things are explained in quantum field theory is,

Il modo in cui queste cose si spiegano nella teoria quantistica dei campi

è che tutte le possibiltà si sviluppano e espandono allo stesso tempo.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

Per questo uso l' analogia col corallo

And --

E8 è una forma abbinata a tutti i punti dello spazio-tempo

in this way, the way that E8 comes in

is it will be as a shape that's attached at each point in the space-time.

E8 è una forma abbinata a tutti i punti dello spazio-tempo

And, as I said, the way the shape twists --

E, come ho detto, il modo in cui la forma gira

the directional along which way the shape is twisting

la direzione in cui si trova

as it moves over this curved surface --

mentre si muove sulla superfice curva

è l' essenza stessa delle particelle elementari

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

Nella teoria quantistica dei campi si manifestano

they manifest themselves as points and interact that way.

come punti e interagiscono come punti

I don't know if I'll be able to make this any clearer.

Non so se riuscirei ad essere più chiaro

(Laughter)

(risata)

CA: It doesn't really matter.

CA: non importa

It's evoking a kind of sense of wonder,

evoca una sensazione di prodigio e certamente

and I certainly want to understand more of this.

io voglio capirne di più

But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.

Grazie e mille per essere venuto, è stato assolutamente affascinante

(applauso)

(Applause)