È Stefano Bianchini, ricercatore dell’Istituto per le applicazioni del calcolo “Mauro Picone” del Cnr, a portare a Stoccolma la bandiera della matematica italiana. Il 28 giugno scorso, nella capitale svedese, ha ricevuto il premio dell’European Mathematical Society, per i suoi studi sulla dinamica unidimensionale dei fluidi. L’ambito riconoscimento, accompagnato da una somma di 5000 euro, spetta ogni quattro anni a dieci giovani ricercatori sotto il trentacinquesimo anno di età. È la prima volta, da quando il premio è stato istituito nel 1992, che anche un italiano sale sul podio dei vincitori.Laureato in ingegneria nucleare, Stefano Bianchini ha successivamente virato il suo percorso universitario verso ricerche di carattere matematico, conseguendo un dottorato presso la Sissa, Scuola internazionale di studi superiori avanzati, di Trieste. “La matematica” afferma “mi dava più soddisfazione. Ognuno ha un suo modo di interagire con la realtà, che gli fa sentire di capire quello che lo circonda. La mia interpretazione del mondo fisico passa attraverso le equazioni che studio”.È proprio negli anni del dottorato che, sotto la guida di Alberto Bressan, Bianchini avvia i primi studi sulla costruzione delle soluzioni di sistemi di equazioni non lineari iperboliche. “E’ una classe di problemi molto complessa, per gran parte fuori dalla portata degli strumenti della matematica classica” rassicura Bianchini. “Con le nostre ricerche siamo riusciti a risolvere dei casi particolari, su cui si lavorava da più di cinquant’anni, di una famiglia di problemi che restano ancora aperti”.Un fiume placido o in piena, le onde del mare che si infrangono sul bagnasciuga, una brezza di vento, una melodia, un suono, le correnti oceaniche e atmosferiche, ma anche il traffico delle automobili lungo un’autostrada, sono situazioni, che ci sono familiari e ci sembrano diverse fra loro. Agli occhi di un matematico no. Sono fenomeni descritti dalle stesse equazioni, che rientrano indistintamente sotto il grande cappello della fluidodinamica, la branca della fisica che studia appunto il moto dei liquidi e dei gas. “Due cose caratterizzano questi sistemi” spiega il ricercatore. “La prima è che ci sono quantità che si conservano, cioè che restano costanti, come densità, quantità di moto ed energia interna. Se pensiamo a un’autostrada quello che si conserva, in media, è il numero di automobili, l’intensità del traffico. La seconda caratteristica è che c’è un numero finito di velocità di propagazione delle onde, con cui si può descrivere il sistema”.Le equazioni di base che regolano il comportamento dei fluidi in moto sono note da tempo. Nel 1755 il matematico svizzero Leonhard Euler ha ben formalizzato le equazioni dei fluidi ideali, non viscosi, e nella prima metà del 1800 si è arrivati alla formulazione di equazioni più realistiche, per fluidi viscosi incomprimibili, note come equazioni di Navier-Stokes. La loro soluzione pratica e teorica si è però rivelata di eccezionale difficoltà. A tutt’oggi sono ancora un mistero e risultano talmente complesse da poter essere applicate soltanto a flussi semplici che si muovono lungo una sola direzione. In questo ostico ambito disciplinare, Bianchini è riuscito a mettere un punto fermo tra tanti punti interrogativi. “Insieme ad Alberto Bressan abbiamo trovato la risposta al caso più semplice, quello unidimensionale. Siamo arrivati a capire in modo incontrovertibile le soluzioni per approssimazione viscosa di un gas, come se scorresse all’interno di un tubo lungo e stretto, dimostrando l’esistenza e l’unicità di una soluzione che dipende poco dalle perturbazioni iniziali del sistema”.Da qui a comprendere il moto nello spazio tridimensionale il salto è enorme e nessuno è riuscito nell’impresa. Ma intanto un traguardo è stato raggiunto. E premiato.
