Da decenni, in fisica si cerca una “quinta forza”: un’ipotetica nuova interazione fondamentale oltre alle quattro già note – la gravità, l’interazione elettromagnetica e le forze nucleari debole e forte. Una quinta forza potrebbe manifestarsi come una piccola deviazione dalla legge di gravitazione di Newton, per esempio a distanze molto piccole, ed è normalmente descritta attraverso due parametri: la sua intensità e il suo raggio d’azione.
Finora, queste possibili forze sono state trattate soprattutto come possibilità aperte, da verificare sperimentalmente con misure di precisione. Un nuovo studio, guidato dal ricercatore Alfio Bonanno dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) a Catania insieme a Emiliano M. Glaviano, dottorando INAF presso l’Università di Catania, indica però che non tutte queste possibilità sono compatibili con una teoria della gravità quantistica matematicamente coerente.
Il lavoro si inserisce nel quadro della cosiddetta “sicurezza asintotica”, un nuovo programma teorico iniziato alla fine degli anni ’70 dal premio Nobel Steven Weinberg. Secondo questo concetto, la gravità può rimanere consistente fino a energie arbitrariamente elevate grazie all’esistenza di un particolare regime quantistico nel quale l’attrazione gravitazionale smette di aumentare, raggiungendo un comportamento controllato ad altissime energie. In questo ambito, richiedendo che la teoria resti valida e predittiva fino a quelle scale – una proprietà detta “completezza ultravioletta” – i ricercatori hanno trovato che solo una combinazione limitata dei possibili parametri osservabili delle quinte forze può essere realizzata. Il resto viene escluso su basi teoriche, indipendentemente dagli esperimenti. I risultati sono pubblicati su Physical Review Letters.
