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Posted by on 17 gennaio 2012 in Generico | 2 comments

E se il tempo non esistesse?

 Cosa intendiamo quando parliamo di tempo?

In fisica il tempo è una grandezza fondamentale la cui unità di misura è il secondo. Come tutte le grandezze fisiche essa deve essere misurata con degli strumenti che in questo caso sono ovviamente gli orologi.

Per sapere quanto tempo è passato, cioè per misurare il tempo, guardiamo un orologio. La posizione delle lancette misura quanto tempo è passato da un certo istanzte iniziale. Ma come faccio a sapere se il mio orologio misura realmente il tempo “vero” ? Lo posso confrontare con “l’ora esatta” diramata da un centro ufficiale, dove c’è un orologio molto più preciso del mio. Ma ancora: come faccio a essere sicuro che quell’orologio misura il tempo “vero”? Lo confronto con un altro orologio ancora …
E’ chiaro che c’è un problema.

Tutto quello che noi osserviamo sono lancette di orologi, numeri che aumentano, oggetti che si muovono (come il moto apparente del sole nel cielo). Non vediamo mai il “vero tempo”. Vediamo solo che qualcosa si muove o cambia.

Newton, il padre della fisica assieme a Galileo, aveva compreso tutto ciò con grande chiarezza scrivendo che l’esistenza della variabile tempo è solo un’ “ipotesi” che mette ordine nelle nostre osservazioni sui movimenti degli oggetti. In pratica, osserviamo dove si trova un oggetto quando un altro è in un certo luogo (per es. quando le lancette del mio orologio sono in verticale o quando il sole è al tramonto …) e per convenienza immaginiamo una variabile fisica “t” che ordini tutto questo, ma ciò che osserviamo sono solo posizioni di oggetti, non il tempo in sè.

Prendendo sul serio questa osservazione, è chiaro che potremmo fare a meno di parlare di tempo e fare riferimento solo alla posizione del solo o alla posizione delle lancette o a un numero su un display. Scomodo ma possibile.

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Nell’ambito di questa ricerca, si è affacciata un’idea a prima vista vertiginosa: forse il tempo non esiste. L’idea è apparsa per la prima volta nel 1967 in un articolo del fisico americano Bryce DeWitt, scomparso da poco. Combinando relatività generale e meccanica quantistica, DeWitt riuscì a derivare l’abbozzo di un’equazione capace di descrivere le proprietà quantistiche dello spazio, ma nell’equazione è sparita del tutto la variabile t, il tempo. La matematica sembra indicare che per descrivere il mondo a livello elementare, non è necessario usare il tempo. Si potrebbe cioè descrivere il mondo a livello fondamentale dando l’evoluzione delle variabili una rispetto all’altra invece che rispetto al tempo. Facile da capire? No. La concezione usauale del tempo è radicata nella nostra esperienza quotidiana e profondamente sedimentata nella nostra struttura concettuale. Ma difficile non vuol dire impossibile: la difficoltà di cocepire un mondo senza tempo non è poi così diversa dalla difficoltà che hanno avuto i nostri antenati a immaginare una Terra sferica con gli abitanti degli antipodi a testa in giù, dove non c’è più un alto o un basso o un veloce o lento uguale per tutti. Aveva ragione Kant a osservare che tempo e spazio più che essere nella natura sono forme a priori del nostro pensiero che tenta di conoscerle, ma aveva torto a concludere che fossero immutabili: le forme del nostro conoscere crescono e si modificano con la nostra conoscenza. Il tempo, il “fanciullo che gioca e muove le pedine” come lo chiamava Eraclito, non è quel fluire uguale a se stesso che Newton ha posto alla base della sua fisica. Forse il fluire del nostro tempo nasce dalla nostra interazione con il mondo: a un livello di base la nozione di tempo potrebbe non servire. Carlo Rovelli 15 gennaio 2012 Centre de Physique Theorique de Luminy

 

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Posted by on 11 gennaio 2012 in Astronomia | 0 comments

I pianeti sono tantissimi

Trovare un pianeta in orbita intorno ad una stella è la regola e non l’eccezione

11 gennaio 2012

Un’equipe internazionale, che include tre astronomi dell’ESO (European Southern Observatory), ha usato la tecnica delle “microlenti gravitazionali” per misurare quanto siano diffusi i pianeti nella Via lattea. Dopo una ricerca durata sei anni in cui ha valutato milioni di stelle, l’equipe ha concluso che trovare un pianeta intorno ad una stella è la regola e non l’eccezione. I risultati saranno pubblicati dalla rivista Nature il 12 gennaio 2012.

ESO

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Negli ultimi 16 anni, gli astronomi hanno confermato la scoperta di più di 700 esopianeti [1] e hanno iniziato a analizzarne lo spettro (eso1002) e l’atmosfera (eso1047). Anche se studiare le proprietà di questi singoli esopianeti è innegabilmente importante, rimane una domanda fondamentale: quanto sono comuni i pianeti nella Via Lattea? La maggior parte degli esopianeti oggi noti sono stati trovati osservando l’effetto dell’attrazione gravitazionale esercitata dal pianeta sulla sua stella madre o catturando il passaggio del pianeta davanti alla stella che ne affievolisce un poco il bagliore. Entrambe queste tecniche sono più sensibili ai pianeti massicci, o vicini alla stella, o entrambi. Molti pianeti vengono perciò persi. Un’equipe internazionale di astronomi ha cercato gli esopianeti con una tecnica completamente diversa — le microlenti gravitazionali — che può scoprire pianeti su un ampio intervallo di masse e soprattutto quelli che orbitano lontani dalla stella. Arnadu Cassan (Institut d?Astrophysique di Parigi), primo autore dell’articolo su Nature, spiega: “Abbiamo cercato per sei anni le prove della presenza di esopianeti con osservazioni di microlenti. Questi dati mostrano sorprendentemente che i pianeti sono più comuni delle stelle nella nostra galassia. Abbiamo trovato anche che i pianeti più leggeri, come super-Terre, o Nettuni freddi, devono essere più frequenti di quelli più pesanti”. Gli astronomi hanno usato osservazioni, fornite dai gruppi PLANET [2] e OGLE [3], in cui gli esopianeti sono rivelati dal modo in cui il campo gravitazionale della stella ospite, combinato con quello dei possibili pianeti, funge da lente, aumentando la luce di una stella sullo sfondo. Se intorno alla stella che funge da lente è in orbita un pianeta, questo può contribuire in modo significativo all’effetto di aumento della luce della stella di fondo. Jean-Philippe Beaulieu (Institut d’Astrophysique di Parigi), a capo della collaborazione PLANET, aggiunge: “La collaborazione PLANET è stata istituita per seguire eventi di microlente gravitazionale con una rete di telescopi mondiale localizzata nell’emisfero australe, dall’Australia al Sud Africa, al Cile. I telescopi dell’ESO hanno contribuito in modo significativo a queste ricerche”. Le microlenti sono uno strumento potente, con il potenziale per rivelare esopianeti che non potranno mai essere trovati in altri modi. È però necessario che la stella di fondo e la stella lente siano casualmente allineate perchè si verifichi un evento di microlente. Per individuare il pianeta durante l’evento è necessario inoltre anche l’allineamento dell’orbita del pianeta stesso. Anche se trovare un pianeta per mezzo dell’effetto di microlente non è per nulla facile, per le ragioni suddette, nei sei anni di dati di PLANET e di OGLE usati nell’analisi sono stati rivelati tre esopianeti: una super-Terra [4] e due pianeti di massa confrontabile con Nettuno e Giove. Per quanto riguarda gli standard delle microlenti questo è un risultato davvero impressionante. Scoprendo tre pianeti gli astronomi sono stati fortunatissimi per aver fatto centro nonostante le scarse probabilità, oppure i pianeti sono così abbondanti nella Via Lattea che il risultato era praticamente inevitabile [5]. Gli astronomi hanno quindi combinato le informazioni sui tre esopianeti osservati con le sette osservazioni precedenti, così come con l’enorme numero di “non-rivelazioni” presente nei sei anni di dati — le non-rivelazioni sono altrettanto importanti per l’analisi statistica e sono molto più numerose. In conclusione, una ogni sei stelle studiate ospita un pianeta di massa simile a quella di Giove, la metà ha un pianeta di massa pari a Nettuno e due terzi ospitano super-Terre. La ricerca era sensibile a pianeti che si trovano tra i 75 milioni e 1,5 miliardi di chilometri dalla stella (nel Sistema Solare questo corrisponde a tutti i pianeti tra Venere e Saturno) e con masse che vanno da 5 volte la Terra fino a dieci volte Giove. Combinando questi risultati si giunge alla conclusione che il numero medio di pianeti intorno ad una stella sia maggiore di uno: essi sono la regola piuttosto che l’eccezione. “Pensavamo che la Terra fosse unica nella nostra galassia. Ora sembra che ci siano letteramente miliardi di pianeti di massa simile a quella della Terra in orbita intorno a stelle della Via Lattea”, conclude Daniel Kubas, co-autore dell’articolo.

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Posted by on 5 gennaio 2012 in Matematica | 0 comments

I frattali

Nel marzo del 1980 il modernissimo elaboratore centrale del centro di ricerca dell’IBM, stava inviando a una vecchia stampante ad aghi i suoi comandi. L’apparecchio cominciò a disseminare una serie di punti neri nelle zone più impensate del foglio di carta. Quando ebbe finito, il risultato assomigliava a una manciata di polvere sparsa sulla pagina. Benoit Mandelbrot non credeva ai propri occhi: doveva essere un risultato importante, ma non capiva che cosa fosse veramente. L’immagine prendeva forma davanti a lui nello stesso modo in cui una stampa in bianco e nero emerge da un bagno di sviluppo fotografico. Era la prima apparixione di quello che sarebbe diventato l’emblema del mondo dei frattali: l’insieme di Mandelbrot. Si trattava di matematica sperimentale per eccellenza, con un approccio che prevedeva per i matematici l’utilizzo di banchi di laboratorio analoghi a quelli dei fisici e dei chimici: anche loro potevano finalmente effettuare degli esperimenti. Si prospettavano nuove visioni. Era in atto un’emancipazione dall’arido mondo della triade “definizione, teorema, dimostrazione”, anche se in seguito si sarebbe verificato un ritorno al rigore del ragionamento razionale.

Ma cos’è l’insieme di Mandelbrot?

Pur essendo straordinariamente ricco di dettagli (infinitamente ricco, sembra) e molto bello a vedersi, esso si origina iterando una formula semplicissima: si prende l’espressione z2 + c e si sceglie un valore a caso di c, diciamo 0.5. Lo si sostituisce nell’espressione precedente con z = 0. Il risultato ottenuto lo si ri-sostituisce a z e così via iterativamente. Se dopo molte iterazioni (50-100) si ottiene un numero “piccolo” si colora il punto c del foglio di nero, altrimenti se l’iterazione diverge tendendo all’infinito, si lascia bianco. Un particolare essenziale di tutto ciò è che c è in generale un numero complesso del tipo x +iy e non solo reale. Nell’esempio di prima se c = 0.5 l’iterazione diverge verso più infinito e quindi questo punto del foglio è bianco, mentre se c = – 0.5 l’iterazione converge a -0.366…. e quindi -0.5 va colorato di nero. Altri punti dell’insieme di Mandelbrot non convergono né divergono ma saltellano da un punto all’altro come pulci impazzite dentro una gabbia. L’insieme di Mandelbrot è il padre di tutti i frattali e quindi presenta la caratteristica fondamentale dei frattali: l’autosomiglianza.

Osservando l’insieme a distanza sempre più ravvicinata, non si riesce a stabilire qual è il fattore di ingrandimento perchè si vedono sempre le stesse cose ossia altri insiemi di Mandelbrot identici a quelli precedenti in un continuo senza fine apparente.

Un altro celebre frattale è la celeberrima curva di Koch che prende il nome dal matematico svedese N. F. H. von Koch ed è stata la prima ad essere descritta. Questa curva frattale, detta anche romanticamente “fiocco di neve” si ottiene suddividendo ciascun lato di un triangolo equilatero in tre parti uguali e e sostituendo ogni segmento centrale con i due lati di un triangolo equilatero. Una proprietà curiosa della curva di Koch è che possiede un’area finita perchè può essere inscritta dentro un rettangolo ma ad ogni stadio di generazione diventa più lunga di un fattore 4/3 per cui risulta avere un perimetro infinito!

Felix Hausdorff guardava le dimensioni con occhi nuovi. Era una questione di scala. Se un segmento viene ingrandito di un fattore 3 diventa 3 volte più lungo. Poiché 3 = 3^1 si dice che un segmento ha dimensione 1. Se invece si ingrandisce il lato di un quadrato di un fattore 3, la sua area aumenta di 9 volte. Poiché 9 = 3^2 la dimensione di un quadrato è 2. In generale la dimensione di Hausdorff D di un oggetto viene definita in questo modo:

N = f^D

Per la curva di Koch si ha che se aumentiamo di un fattore 3 (f=3) la lunghezza del segmento iniziale, la lunghezza della curva aumenta di 4 volte (N=4). Quindi D è quel numero che risolve l’equazione esponenziale:

4 = 3^D

Come si vede 1 < D < 2 e quindi non è intera, ma decimale o meglio frattale. La soluzione dell’equazione precedente è formalmente:

D = log4 / log3 = 1.26….

La curva di Koch ha una dimensione superiore a quella di una linea ma inferiore a quella di un piano! La dimensione di Hausdorff costituisce il cuore della definizione di frattale enunciata da Mandelbrot: un frattale è un insieme di punti il cui valore D non è un numero intero. Questa diventa così la proprietà caratteristica e fondamentale di tutti i frattali.

Le potenziali applicazioni dei frattali spaziano in una grande varietà di ambiti, come la descrizione della crescita delle piante o della formazione delle nuvole. Lo sviluppo di organismi marini come coralli e spugne è già stato descritto in termini di frattali ed è stato dimostrato che l’espansione delle città moderne è analoga alla crescita iterativa dei frattali. In medicina i frattali sono stati usati per modellare l’attività cerebrale, mentre in ambito economico si è indagata la natura frattale dell’andamento dei titoli e dei mercati azionari e valutari. Le ricerche di Mandelbrot hanno spalancato le porte di un nuovo mondo che per buona parte è ancora inesplorato.

Per approfondire scarica la presentazione sui FRATTALI.

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Posted by on 4 gennaio 2012 in Matematica | 0 comments

Il Triangolo di Tartaglia

Del triangolo di Tartaglia (TdT) si parla già in alcuni frammenti scritti in sanscrito nel 500 a.C. Ne troviamo traccia anche nel mondo arabo intorno all’anno 1000 e in Cina nel 1300. In Italia il primo che ne parla e lo studia a fondo è il famoso matematico Nicolò Fontana (1499-1557 detto Tartaglia per la sua balbuzie acquisita a 12 anni in seguito a un trauma violento) applicando le sue proprietà al calcolo delle probabilità.

Ma vediamo come è fatto:

    1                    riga 0

1  1                  riga 1

1  2  1                riga 2

1  3  3  1               riga 3

1  4  6  4  1                 riga 4

1  5  10  10  5  1            riga 5

1  6  15  20  15  6  1           riga 6

………………………………………………………………………………..

Lo schema del TdT si costruisce  ponendo ai lati del triangolo tutti “1” e calcolando gli elementi intermedi sommando i due numeri immediatamente soprastanti. Per esempio il 15 della riga 6 si ottiene sommando 5+10 della riga sopra.

Se è vero come disse il grande matematico G.H. Hardy, che “un matematico, come il pittore e il poeta, è un creatore di forme”, bisogna ammettere che quella del TdT è particolarmente regolare, simmetrica e … bella!

Cominciamo ad analizzarlo per riga. 110 = 1 ; 111 = 11; 112 = 121; 113= 1331 … Ogni riga è una potenza del numero 11.

Guardandolo sempre per riga, i numeri che compaiono sono i cosiddetti coefficienti binomiali di Newton ossia i coefficienti dello sviluppo della potenza del binomio (a + b)n . Per esempio: (a + b)2 = 1a2 + 2ab + 1b2 .  I coefficienti 1 2 1 sono esattamente riportati nella riga 2 che corrisponde all’esponente del binomio. E così per tutte le altre potenze!

Questi coefficienti sono anche l’espressione di qualcos’altro. Supponiamo di voler contare in quanti modi posso scegliere 0 oggetti su 2? Ovviamente 1, ossia non prendo nulla. E in quanti modi posso scegliere 1 oggetto su 2? Ovviamente 2. E in quanti modi infine posso scegliere 2 oggetti su 2? Ovviamente 1, li prendo entrambi. Bene 1 2 1 sono proprio i numeri che compaiono nella riga 2. In generale, la riga n contiene i modi con cui si possono scegliere 0, 1, … n-1, n oggetti distinti su n disponibili. Sono le cosiddette combinazioni di n oggetti presi a k a k simboleggiate con la scritta Cn,k

Se sommiamo i numeri di ogni riga otteniamo: riga 0 -> 1 = 20 ; riga 1 -> 2 = 21; riga 2  -> 4 = 22 ; riga 3 -> 8 = 23  …. La somma dei numeri della riga n è uguale a 2n .

La prima diagonale è fatta tutta di 1. La seconda contiene tutti i numeri naturali, la terza tutti i numeri triangolari ossia tutti i numeri che contano quante palline servono per formare un triangolo equilatero (1, 3, 6, 10, …); la quarta tutti i numeri tetraedrici ossia tutti i numeri che contano quante palline servono per formare un tetraedro regolare (cioè una piramide a base triangolare: 1, 4, 10, …) …).

Nel 1653 B. Pascal riteneva che le sue relazioni nascoste fossero così tante da non poter essere trattate in un solo libro e tanto meno in questo breve articoletto!

Buon
divertimento
con il Triangolo di Tartaglia

 

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Posted by on 23 dicembre 2011 in Astronomia | 0 comments

Col naso all’insù

E’ Natale.

Le canzoni di questo periodo fanno spesso riferimento ad una stella che avrebbe indicato la strada da seguire ai re-maghi provenienti dall’oriente col loro carico di merce preziosa da donare al re dei re.

Nei cieli delle nostre città sempre più illuminate da lampioni e vetrine è ormai diventato quasi impossibile rendersi conto di quante stelle ci siano lassù.

Sono milioni! Anzi miliardi! Tutte diverse le une dalle altre per massa, dimensioni, composizione e moti orbitali in sistemi solari doppi, tripli e spesso anche singoli. Ed è molto probabile che una buona percentuale di tali stelle abbiano un sistema planetario simile a quello del nostro Sole. E in mezzo a tanta abbondanza chissà, forse un pianeta come la Terra, che ospita la vita in chissà quale forma. E’ bello sognare e sperare.

Intanto guardatevi questa stupenda foto di un mio ex studente Edoardo Brotto. Con il naso all’insù si apre la bocca in una esclamazione senza fine: bellooooooooooooooo!

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Posted by on 7 dicembre 2011 in Fisica | 0 comments

Ettore Majorana

Introduzione

E.M. (1906-1938) è collocato a buon diritto fra i grandi fisici del XX secolo. Enrico Fermi che se ne intendeva di fisica , aveva di lui una opinione altissima tanto che è stata riferita una conversazione privata nella quale lo classificava tra i veri geni della scienza come Galileo e Newton, quale forse avrebbe potuto essere se si fosse dedicato per lungo tempo alla fisica.

La sua attività scientifica si è svolta in un periodo di pochi anni, sostanzialmente dal 1928 quando era ancora studente, al 1933 quando la sua salute era ormai compromessa.

Nonostante lo scarso numero di pubblicazioni, i suoi contributi rivelano una straordinaria capacità di analisi e una totale padronanza dei principi e delle tecniche della relatività e della meccanica quantistica, uniti a un vivissimo senso critico. L’importanza dei lavori di M. è tale che, l’interesse rivolto ad essi dalla comunità scientifica si è mantenuto vivo negli anni e alcuni dei suoi studi sono ancora di grande attualità.

Il periodo iniziale

E. M. nasce a Catania il 5 Agosto 1906 e, ancora bambino, si trasferisce a Roma con la famiglia. Qui si iscrive a ingegneria come il suo amico Emilio Segrè. Un episodio particolarmente significativo che Segrè raccontava spesso riguarda l’aiuto che M. gli diede quando attendeva di sostenere l’esame di geometria. Ettore gli suggerì di dire al prof. Pittarelli, noto per la sua severità, che aveva trovato una dimostrazione originale dell’esistenza dei cerchi di Villarceau sulla struttura di un solido particolare, il toro, e gli spiegò tale dimostrazione. Poco dopo Segrè sostenne l’esame e, dopo aver invitato il professore a chiedergli la nuova dimostrazione, questi ne fu talmente impressionato da assegnargli il massimo dei voti.

 L’incontro con Fermi

Come Segrè, anche Majorana si trasferisce a Fisica in seguito a un incontro con Fermi. In quell’occasione Fermi spiegò a M. il metodo detto appunto di Thomas-Fermi, per il calcolo delle energie degli stati di atomi con più elettroni. M. non fece commenti ma ritornò il giorno dopo con la soluzione dell’equazione risolvnete e verificò che coincidessereo con quelle ottenute da Fermi. I suoi primi lavori furono dedicati a un miglioramento del metodo di Thomas-Fermi.

I suoi lavori e la misteriosa scomparsa ...

I primi lavori di fisica atomica

Si laurea nel 1929 con una tesi sulla radioattività nucleare presentata da Fermi e in seguito continua a lavorare nel campo della fisica atomica in linea con gli interessi del gruppo di Via Panisperna. Nel periodo fra il 1929 e il 1932 porta a termine due lavori di analisi spettroscopica, uno sui livelli di energia dell’atomo di elio e un altro sul metodo del calcolo delle energie degli stati degli atomi con due elettroni di valenza. In questo lavoro M. identifica l’origine delle righe di assorbimento e di emissione osservate negli spettri ottici di questi atomi e introduce per la prima volta l’esistenza di stati auotoionizzanti, aventi cioè energia superiore all’energia necessaria per estrarre un elettrone. Altri due lavori riguardano una nuova forza di origine quantistica detta forza di scambio. Tale forza è dovuta alla possibilità che due particelle si scambino fra loro. Il metodo è essenzialmente lo stesso utilizzato nel 1928 dai fisici tedeschi W. Heitler e Fritz London per la molecola di idrogeno, ma adattato a sistemi più complessi. In tutti i lavori di Majorana è notevole lo stretto legame tra teoria ed esperimenti: come per E.F. Anche per M. l’obiettivo principale è sempre la spiegazione completa dei fenomeni che l’esperienza propone.

La fisica nucleare

Dopo il 1931, gli interessi di M. si spostano gradualmente su problemi di fisica nucleare, in linea con i nuovi obiettivi del gruppo di F. In questi anni sviluppa una teoria delle forze che legano protoni e neutroni (che lui chiama protoni neutri) nel nucleo. F. ne è entusiasta. M. però non vuole pubblicare il lavoro ritenendolo incompleto. Per incentivarlo a continuare le sue ricerche, F. gli procura una borsa di studio a Lipsia dove trascorre il 1933 e conosce Werner Heisenberg, al quale lo lega una grande amicizia. Heisenberg convince M. a pubblicare i suoi risultati che divengono ben presto un pilastro concettuale della fisica nucleare. La forza tra protoni e neutroni infatti ha un ruolo di primaria importanza: impedisce il collasso del nucleo e ne spiega la stabilità in relazione al numero complessivo di neutroni e protoni. Le forze di Majorana-Heisenberg quindi, forniscono la spiegazione più profonda delle cosiddette interazioni forti responsabili dell’esistenza stessa dei nuclei atomici. Poco prima di andare a Lipsia, M. pubblica una teoria relativistica delle particelle con spin arbitrario (multiplo intero o semintero di h tagliato). Ogni particella infatti è caratterizzata da un valore di spin: i fermioni, fra cui elettrone, protone e neutrone hanno spin 1 / 2 ; i bosoni invece, fra cui il fotone, hanno spin 0. Questa teoria anticipava ogni moderna teoria in grado di descrivere compiutamente le varie particelle.

Gli ultimi anni

Dopo il ritorno dalla Germania nel 1933, la salute di M. è gravemente compromessa e i suoi interessi si spostano dalla fisica alla filosofia, la medicina e le scienze sociali. Alla fine del 1937 F. lo convince a partecipare al concorso per una cattedra di fisica teorica. Per l’occasione, M. pubblica un nuovo lavoro nel quale analizza la radioattività beta dovuta al decadimento di particolari nuclei atomici. Il decadimento beta è accompagnato dall’emissione di un elettrone e di un neutrino. Secondo M. esiste la possibilità teorica di un evento raro: il doppio decadimento beta con l’emissione di due elettroni ma senza produzione di neutrini. Per la sua osservazione sono in corso oggi alcuni esperimenti.

La misteriosa scomparsa

Il 26 Marzo del 1938 è atteso a Napoli dove insegna fisica teorica, dopo un lungo viaggio in piroscafo partito da Palermo. Allo sbarco però non si fa trovare e sparisce per sempre. Il mistero della sua fine è sempre rimasto vivo nel dubbio fra suicidio in mare e il ritiro in convento. Ciò che forse è più importante e che emerge dalle sue lettere e dalle testimonianze di chi lo ha conosciuto, è la nobiltà del suo animo, e la sua profonda generosità. A più di un secolo dalla sua nascita, E.M. Suscita sentimenti profondi in chi ha studiato la sua opera scientifica e in chi si è avvicinato al suo modo di essere e ne ha apprezzato la sensibilità e l’umanità. Il dramma finale della sua scomparsa, induce a riflettere sul mistero dell’esistenza umana e sulla profondità insondabile dell’anima di un grande uomo. Franco Bassani (Asimmetrie dicembre 2006)

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Posted by on 5 dicembre 2011 in Generico | 0 comments

Meraviglie del VLT

Il 25 Novembre 2011 è stato il 10° anniversario di  ”NACO”, la prima ottica adattativa ad essere installata sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO (European South Observatory in Cile). La visione acutissima di NACO ha contribuito enormemente alle più importanti scoperte fatte con il VLT.

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Posted by on 2 dicembre 2011 in Fisica | 0 comments

Neutrini superluminali: un bicchiere mezzo pieno e mezzo vuoto – Le Scienze

“L’idea era quella di avere un pacchetto molto breve in modo che la sua lunghezza non inducesse confusione sul tempo di arrivo, detto in termini molto semplici”, ha spiegato a “Le Scienze” Giovanni Fiorentini, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Ferrara e della sezione INFN della stessa città, e direttore dei laboratori di Legnaro dell’INFN. “Ora, il problema è che il bicchiere, come si dice, è mezzo pieno e mezzo vuoto; mezzo pieno perché il tempo medio con cui una ventina di questi neutrini è di circa 60 nanosecondi inferiore a quello che avrebbe impiegato la luce: da questo punto di vista si tratta di una conferma del risultato precedente, poiché l’anticipo è confrontabile”.

Approfondisci la notizia

“Però il bicchiere è anche mezzo vuoto – ha continuato Fiorentini – perché i pacchetti di neutrini sono molto stretti quando partono e dovrebbero esserlo anche quando arrivano: invece è come se alcuni ci mettessero un po’ di più e altri un po’ di meno, come se ci fosse uno sparpagliamento; ciò probabilmente è indice del fatto che la risoluzione temporale del rivelatore di OPERA non è del nanosecondo, cioè è un po’ peggio di quanto ci si aspettasse, anche se non in misura tale da inficiare il risultato: possiamo dire che la verifica è andata bene al 70 per cento ma non al 100 per cento”. Insomma, il risultato è così clamoroso che prima essere accettato pienamente occorreranno verifiche e controverifiche. E occorrerà cercare di renderlo coerente con altre misurazioni precedenti, come quelle riferibili alla supernova che vi fu nel 1987 nella Nube di Magellano a una distanza di 150.000 anni luce da noi. In quell’occasione, i neutrini arrivarono insieme alla radiazione luminosa, ovvero entro in un intervallo di poche ore: ciò significa che la loro velocità era pari a quella della luce entro alcune parti per miliardo. “Quello della supernova è stato un test molto stringente, il cui risultato va contro quello di OPERA: se quest’ultimo fosse corretto, infatti, e la velocità dei neutrini fosse realmente di 20 parti per milione più alta di quella della luce i neutrini della supernova sarebbero arrivati tre anni prima”, ha sottolineato Fiorentini. “In tutto questo ovviamente c’è implicita l’ipotesi che la velocità dei neutrini sia la stessa per tutte le energie, e non è detto che sia così: quando sono emessi da una supernova con energie di milioni di elettronvolt, la loro velocità è quella della luce, mentre quando hanno energie di miliardi di elettronvolt potrebbero essere più veloci”. “Anche da MINOS, un esperimento simile a OPERA, erano emerse indicazioni che i neutrini arrivassero un po’ in anticipo rispetto al previsto, ma l’accuratezza sperimentale non consentiva di trarre conclusioni forti: la novità è che OPERA ha un’accuratezza sulla misurazione migliore di un fattore 10 rispetto agli esperimenti precedenti”, ha concluso Fiorentini.
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Posted by on 25 novembre 2011 in Fisica | 0 comments

LA SIMMETRIA CP

La simmetria CP consiste nel cambiare segno sia alla Carica elettrica (C) [e a tutte le altre altre cariche come il numero leptonico o barionico] della particella  che la sua Parità (P) ossia al segno di tutte e 3 le coordinate spaziali: C(q) => -q e P(x, y, z) => (-x, -y, -z). La Parità è come un’inversione spaziale delle coordinate di un punto materiale ossia come guardarlo allo specchio a testa in giù.

Se questa simmetria fosse esatta e si trasformasse una particella nella sua rispettiva antiparticella e in aggiunta guardandola allo specchio, non vi sarebbe alcuna differenza tra di esse, garantendo una esatta simmetria fra materia e antimateria guardata allo specchio.

La violazione di CP è essenziale per comprendere la struttura dell’Universo.

Gli studi teorici suggeriscono infatti che al momento del Big-Bang, assieme alla materia, debba essersi creata una uguale quantità di antimateria. Poiché materia e antimateria quando vengono a contatto tra loro si annichiliscono, se la simmetria fra materia-antimateria fosse una legge valida da sempre e ovunque, l’Universo non sarebbe potuto esistere.

Le cose sono evidentemente andate in modo diverso visto che l’Universo c’è ed è fatto di materia e non di antimateria; la materia si è poi aggregata e ha formato stelle pianeti e tanto tanto gas interstellare.

L’intero Universo si deve essere quindi generato a seguito di una primordiale asimmetria tra materia-antimateria a favore della prima. Ma come si produsse questo fenomeno tecnicamente chiamato violazione della simmetria CP? Questa domanda rappresenta uno dei misteri più affascinanti della ricerca in fisica delle particelle.  L’Italia è impegnata su questo fronte  con l’esperimento Kloe presso i Laboratori Nazionali di Frascati (LNF).

L'esperimento Kloe ai LNF

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Posted by on 21 novembre 2011 in Fisica | 0 comments

Il lungo viaggio di neutrini

Venerdì 18 Novembre 2011
Liceo Scientifico “Righi” Cesena

Un gran bel momento di cultura scientifica al Liceo oggi pomeriggio.

Il dr. Maximiliano Sioli dell’INFN di Bologna ha illustrato la misura fatta al Gran Sasso per determinare la velocità dei neutrini. Una misura molto complessa e di estrema precisione tenuto conto che ci sono voluti 3 anni di lavoro e una collaborazione di 300 scienziati di tutto il mondo.

Ma dopo tanto lavoro ecco il risultato: (v-c)/c = (2.4 ± 0.3) 10-5 con un livello di confidenza di 6 ? ossia 6 deviazioni standard. In pratica, la probabilità che il risultato ottenuto sia compatibile con quello che prevede che i neutrini viaggino alla velocità della luce è pressochè nullo.

L’esperimento Opera al Gran Sasso e la sua controparte CNGS al CERN di Ginevra hanno sollevato una grande questione: perchè i neutrini viaggiano, anche se di poco, più veloci della luce quando attraversano la materia? Perchè invece sembra che ciò non succeda nel vuoto? Quali conseguenze avrà tutto ciò?

Nessuno ancora può dirlo. C’è bisogno sicuramente di conferme sperimentali indipendenti da parte di altre collaborazioni nel mondo e di tanto, tanto studio e immaginazione.

Nel frattempo ci viene in mente la frase di Amleto a Orazio: “Ci sono più cose in cielo e in terra, Orazio, di quante ne sogni la tua filosofia! “

Presentazione sui neutrini 18/11/2011 Sioli

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