mercoledì, Maggio 15

Fisica

Fisica, Scienza

Il sincrotone

Una particella carica può essere accelerata in linea retta da un campo elettrico. Questa accelerazione conferisce energia alla particella e cosa molto importante riduce la sua lunghezza d'onda quantistica permettendo cosi di costruire i microscopi più potenti del mondo: gli acceleratori di particelle. I campi magnetici non sono in grado invece di fornire un'accelerazione alle particelle ma riescono a "deviarne la traiettoria" mantenendole in un'orbita circolare. Ed è grazie a questa proprietà che è possibile costruire acceleratori di particelle più piccoli e compatti, e soprattutto meno costosi dei "linac" ovvero acceleratori lineari di particelle strutture in grado di accelerare particelle cariche (protoni, elettroni, positroni, ioni pesanti, etc.), generate per mezzo di un...
Fisica, Scienza

Gli acceleratori di particelle

Un acceleratore di particelle è un dispositivo che prende alcune particelle di materia, sostanzialmente a riposo, e grazie al processo di accelerazione conferisce loro un'elevata energia cinetica (energia di movimento). In natura i campi elettrici funzionano da acceleratori di particelle. Noi non siamo in grado di vederli ma l'universo è immerso nei campi. Quando un campo ha un'influenza su una particella si dice che la particella è "accoppiata" al campo. L'idea di campo inizia con la gravità e gli studi di Newton. Circa un centinaio di anni dopo la formulazione della legge di gravitazione universale del grande scienziato inglese, Charles Augustin de Coulomb scopri' che una particella può esercitare una forza (molto più intensa della gravità) rispetto ad un'altra partic...
Fisica, Scienza

Come funziona un microscopio

Qual'è il processo che ci permette di osservare in un microscopio, ingranditi di centinaia o migliaia di volte oggetti piccolissimi? Innanzi tutto occorre un fascio di particelle. In un microscopio ottico questo fascio di particelle è costituito dai fotoni. La loro sorgente può essere indifferentemente il Sole, una lampadina o una candela. Questa sorgente di luce produce le particelle che trasportano energia mentre si muovono. Adesso incanaliamo questo fascio di particelle nel nostro microscopio ottico. Il microscopio ha un bersaglio, di solito, un vetrino su cui è depositato l'oggetto che vogliamo ingrandire: una goccia di sangue come un capello. I fotoni del nostro fascio di luce collidono con il bersaglio e le particelle vengono disperse in tutte le direzioni. Il nostro microsco...
Fisica, Scienza, Storia della scienza e della filosofia

Dal microscopio al LHC del CERN

Il Large Hadron Collider (LHC), in italiano Grande Collisore di adroni, è il più potente "microscopio" del mondo. Si tratta di un acceleratore di tipo circolare costruito all'interno di un tunnel sotterraneo lungo 27 km, a 100 m di profondità in media, situato al confine tra la Francia e la Svizzera, in una regione compresa tra l'aeroporto di Ginevra e i monti Giura. Con questo gigantesco "microscopio" i fisici vanno a caccia delle piccolissime e sfuggenti particelle che costituiscono il tessuto dell'universo. Volutamente abbiamo utilizzato il termine microscopio, perchè LHC si basa sui principi di questo strumento. Fin dall'antichità si conoscevano alcune delle proprietà delle lenti, ma fino al XIII secolo, quando vengono "inventati" gli occhiali questi principi sono scarsam...
Fisica, Scienza

Un mondo senza massa

https://www.youtube.com/watch?v=Od-S04SSxbE Ma come sarebbe un mondo privo di massa? Non esattamente un posto idilliaco. Se fossimo privi di massa immediatamente ci comporteremmo come un fotone iniziando a viaggiare nello spazio alla velocità della luce. Da quel preciso istante il tempo, come ci insegna la relatività di Einstein, cesserebbe di esistere. Certo non invecchieremmo mai, ma non avremmo neppure quel bagaglio esperienziale che fra l'altro ci consente di apprezzare questo stato cosi straordinario. Se fossimo tutti particelle prive di massa non invecchieremmo mai ma, neppure vivremmo, per il concetto (e l'esperienza quotidiana) che attribuiamo a questo termine. In compenso ci troveremmo in un Universo in cui sarebbe ricostituita la simmetria perfetta. Come espresso dall...
Fisica, Scienza

Massa e particelle elementari

https://www.youtube.com/watch?v=kz4EHDTkHPI Nel precedente post abbiamo iniziato ad esplorare alcuni concetti base della massa, ad iniziare da quella definizione che ci accompagna con successo fin dai tempi degli antichi greci, ovvero che la massa è la quantità di materia presente in un oggetto. Quando però ci addentriamo a livello di particelle elementari, le cose si complicano un po'. L'infinitamente piccolo è un po come una incredibile matrjoska russa, quelle bambole all'interno della quale c'è un'altra bambola, all'interno della quale se ne cela un'altra ancora più piccola e cosi via. L'atomo (che in greco significa indivisibile), in realtà è tutt'altro che una particella elementare, dentro di se ha un nucleo intorno al quale orbitano in moto quantistico gli elettroni. De...
Fisica, Scienza

Il mistero della massa

https://www.youtube.com/watch?v=x7CPd6ORLi8 Quando alle 2 a.m. del 4 luglio 2012 le due grandi collaborazioni scientifiche internazionali del CERN, ATLAS e CMS, comunicano la scoperta del bosone di Higgs emerge presto la consapevolezza che questa sia una delle scoperte più importanti e decisive del secolo. Probabilmente grazie a questa scoperta nei prossimi anni riusciremo a chiarire un po' di quei misteri che circondano forse la più importante misura della natura: la massa. Ma cos'è esattamente la massa? Partiamo intanto da cosa non è. Come ci insegnano fin dal liceo la massa non è il peso. Semplificando molto la massa è la quantità di materia presente in qualunque oggetto dell'universo, da una lattina di birra ad una stella, da un pianeta al fluido da barba. Erroneamen...
Fisica, Scienza, Storia della scienza e della filosofia

L’interazione nucleare forte

Intorno agli anni Trenta del XX secolo, grazie al lavoro di Rutheford ed alla teoria dei quanti, sapevamo che il nucleo degli atomi era composto da protoni e neutroni, i primi con carica positiva ed i secondi con carica neutra. Quello che turbava il sonno dei fisici era come poteva rimanere stabile un atomo composto da due o più protoni, essendo infatti queste particelle entrambe di carica positiva avrebbero dovuto respingersi fino al dissolvimento del nucleo atomico. Un nucleo atomico come quello dell'uranio con 92 protoni era veramente un incubo. Era chiaro che doveva esserci un "collante" molto forte, per soverchiare queste spinte repulsive e mantenere compatto il nucleo. L'interazione nucleare forte è circa 10.000 volte più forte dell'elettromagnetismo ed è in grado ...
La teoria delle stringhe
Fisica, Storia della scienza e della filosofia

La teoria delle stringhe

https://www.youtube.com/watch?v=XYhOey1BnI8 Una parte significativa dei ricercatori di gravità quantistica proviene dalla scuola che appartiene alla meccanica quantistica. Dopo aver sviluppato idee come la teoria quantistica dei campi e la supersimmetria essi sono fiduciosi di riuscire a risolvere le incongruenze tra meccanica quantistica e relatività generale quando affrontiamo il tema della gravità. Una delle teorie candidate a questo scopo è la "teoria delle stringhe". Descrive la forza di gravità in termini di mediatori di forza chiamati gravitoni. La teoria delle stringhe è però profondamente diversa dalla teoria quantistica dei campi. In parole semplici afferma che tutte le particelle elementari sono in realtà "corde vibranti", le diverse frequenze delle vibrazioni danno origine a p...
Come si calcolano le distanze nello spazio
Fisica, Scienza

Come si calcolano le distanze nello spazio

https://www.youtube.com/watch?v=z8gTYSXaAmM Il calcolo delle distanze nello spazio è sempre stato uno dei fattori più importanti per carpirne conoscenze e segreti. La semplice osservazione di una stella e della sua luminosità può essere ingannevole: una stella può essere molto luminosa perchè è gigantesca ma essere in realtà molto lontana, oppure essere piccola ma molto vicina (ovviamente cosmologicamente parlando). Ergo si devono usare altri mezzi per calcolare con sufficiente precisione le distanze nello spazio e nel corso dei secoli gli scienziati hanno messo a punto tre diversi sistemi. Il primo è il più antico e quello che usiamo abitualmente sulla Terra per stimare le distanze. Il principio è lo stesso. Si tratta di misurare la distanza di un oggetto rispetto allo sfondo che lo cir...
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