Nelle segrete stanze. Sguardi sulle frontiere della ricerca

È iniziato Mercoledì 29 aprile alla libreria assaggi un ciclo di incontri che abbiamo chiamato "Nelle segrete stanze. Sguardi sulle frontiere della ricerca". Per noi che lo abbiamo immaginato - Anna Parisi, Manuela Cherubini, Chiara Peri ed io - si tratta di un nuovo esperimento di comunicazione della scienza, che vuole raccontare ad un pubblico generico quello di cui si occupa la ricerca scientifica oggi.
Come scrive Carlo Rovelli in Sette brevi lezioni di fisica «Ci sono frontiere, dove stiamo imparando, e brucia il nostro desiderio di sapere. Sono nelle profondità più minute dello spazio, nelle origini del cosmo, nella natura del tempo, nel fato dei buchi neri, e nel funzionamento del nostro stesso pensiero. Qui, sul bordo di quello che sappiamo, a contatto con l'oceano di quanto non sappiamo, brillano il mistero del mondo, la bellezza del mondo, e ci lasciano senza fiato».
Con "Nelle segrete stanze" vogliamo muoverci proprio su questa linea tracciata da Rovelli e far si che misteri e bellezza del mondo possano lasciare senza fiato chiunque, anche chi di mestiere non fa lo scienziato. Mercoledì abbiamo iniziato questo viaggio insieme ad Amedeo Balbi, che ci ha fatto navigare nel cosmo alla ricerca di nuove possibili forme di vita oltre alla nostra; con Antonello Polosa che sta progettando nuove tecniche per risolvere uno dei più grandi misteri dell'Universo, quello della materia oscura; e con Francesca Rossi, che studia l'intelligenza artificiale e sviluppa le macchine intelligenti che presto entreranno a far parte della nostra vita.
Qui sotto pubblico i video dei tre talk e vi segnalo che il prossimo appuntamento di "Nelle segrete stanze" sarà Giovedì 21 maggio alle 19 con Mauro Dorato, Irene Giardina e Giorgio Manzi. Tutte le info su www.libreriaassaggi.it.

Amedeo Balbi - Dall'origine dell'universo alla vita

Oggi abbiamo un quadro abbastanza chiaro dei 13.8 miliardi di anni di storia dell’universo che separano l’inizio di tutto (il big bang) dal presente. In questo intervallo di tempo, su almeno un pianeta, il nostro, ha avuto origine un fenomeno fisico chiamato vita. Non sappiamo ancora se questo fenomeno è unico nel cosmo oppure no, ma stiamo attivamente cercando di capirlo, e proverò a dare qualche idea dello stato delle cose in proposito.

Antonello Polosa - Ricerche su nuovi metodi per la rivelazione della materia oscura

Le recenti scoperte nell'ambito della fisica dello stato solido (grafene, nanotubi di carbonio, nanofili etc) potrebbero fornire nuovi strumenti di rivelazione delle particelle costituenti la materia oscura. Si illustreranno brevemente alcuni studi fatti in questo campo. 



Francesca Rossi - L’intelligenza artificiale e il suo impatto sul nostro presente e futuro

L'intelligenza artificiale è già presente nella nostra vita, anche dove non ce ne accorgiamo. GPS, carte di credito, traduzione da una lingua all'altra, riconoscimento di immagini, testo, e parlato, diagnosi mediche, robotica, ecc. L’impatto sulla società è fenomenale e velocissimo, portando con sé nuove opportunità e una migliore qualità della vita. Nel mondo del lavoro, le macchine intelligenti sostituiscono gli umani sia in lavori manuali che in quelli cognitivi, ma creano anche nuovi lavori. La loro abilita’ di prendere buone decisioni per noi, e di adattarsi alle circostanze nel tempo, deve essere compensata da uno studio attento del loro comportamento, in modo da massimizzare i benefici per la società e ridurre al minimo i possibili effetti indesiderati.

Questa bizzarra meccanica quantistica. Intervista a Fabio Sciarrino

Qualche giorno fa ho realizzato questa video intervista a Fabio Sciarrino, docente di ottica quantistica alla Sapienza. Con lui stiamo organizzando per Mercoledì 6 maggio 2015 alla libreria assaggi - dove lavoro da circa un anno e per cui mi occupo di comunicazione - un evento dal titolo Questa bizzarra fisica quantistica: dai fondamenti alle tecnologie del futuro. L'iniziativa si inserisce nel filone che riguarda #IYL2015, l'Anno Internazionale della Luce, di cui ho già parlato nel precedente post.

Cos'è la meccanica quantistica? Cosa abbiamo capito di questa teoria? Quali sono le possibili applicazioni tecnologiche? Cosa direbbe oggi Einstein della fisica dei quanti? Queste le domande a cui ha risposto Fabio Sciarrino.

La luce come non l'avete mai vista

Che mondo sarebbe senza luce, ci avete mai pensato? Dalla luce dipendono la vita degli animali e quella delle piante. La luce proveniente dalle galassie intorno alla nostra ci permette di viaggiare a ritroso nel tempo, di vedere l'universo com'era miliardi di anni fa e studiarne l'evoluzione. È grazie alla luce che è stato possibile verificare sperimentalmente, durante un’eclissi solare nel 1919, la teoria della relatività generale che Einstein formulò esattamente un secolo fa. Tecnologie che hanno a che fare con la luce in un modo o in un altro sono presenti in moltissimi nostri gesti quotidiani: quando premiamo un interruttore, quando scattiamo una foto o semplicemente guardiamo un tramonto, mentre scriviamo un articolo come questo con il nostro tablet o pc. E poi ci sono le più recenti invenzioni, come i LED che oggi illuminano le nostre abitazioni o gli schermi ultrapiatti delle tv, sviluppati da tre scienziati giapponesi che per questo hanno vinto il Nobel per la Fisica nel 2014.

Proprio a questo straordinario fenomeno l’Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha dedicato il 2015, Anno Internazionale della Luce e delle tecnologie basate sulla Luce (IYL 2015 – International Year of Light). Un’iniziativa globale che nel corso dell’anno attraverserà una moltitudine di paesi in tutto il mondo, con l’obiettivo di promuovere nuove scoperte che si basano sulla luce, con un occhio di riguardo alle nuove tecnologie. Saranno proprio le più recenti applicazioni tecnologiche ad essere dibattute come possibili soluzioni alle tematiche riguardanti lo sviluppo sostenibile, e in particolare ai problemi globali riguardanti l’energia, l’alimentazione, l’istruzione, la salute e le comunicazioni.

Un tempo era il buio

È difficile da credere o da immaginare, eppure l’Universo un tempo era completamente buio. Nei 300.000 anni successivi alla grande esplosione del Big Bang l’Universo era troppo caldo e denso per permettere il propagarsi dei fotoni, le particelle di cui è composta la luce. L’elevata concentrazione di particelle cariche teneva intrappolata la luce che era in grado di percorrere solo brevissime distanze. È stato solo con il progressivo raffreddamento dell’Universo, quando la temperatura scese intorno ai 4000° Celsius, e con la formazione degli atomi neutri, che la luce ha potuto cominciare a viaggiare per distanze cosmiche. Da allora, le onde elettromagnetiche si propagano incessantemente e noi oggi possiamo misurarle dopo che hanno viaggiato per oltre 13 miliardi di anni, risalendo così alle origini del nostro Universo.

Onda o particella? Entrambe le cose. 

La comprensione dei fenomeni luminosi non fu cosa facile, e per diversi secoli i più importanti scienziati dibatterono su quale fosse la reale natura della luce. Nel XVII secolo emersero due teorie radicalmente opposte, quella corpuscolare e quella ondulatoria. Per la teoria corpuscolare, formulata da Isaac Newton, la luce era composta da tante piccole particelle (i corpuscoli) che si propagavano in ogni direzione e in linea retta, con una velocità elevatissima.

Nella teoria ondulatoria, proposta da Christiaan Huygens nella seconda metà del secolo, la luce era vista come un’onda che si propaga attraverso un mezzo con proprietà elastiche che pervade l’intero Universo, l’etere. Nel corso nel XIX secolo, la teoria ondulatoria acquistò molto più credito rispetto alla sua diretta rivale grazie al contributo di Young, Fraunhofer, Kirchhoff e Bunsen, che con essa spiegarono importanti fenomeni legati alla luce come la diffrazione, l’interferenza, e le righe di assorbimento nello spettro del Sole.

Un notevole balzo in avanti nella formulazione di una teoria classica della luce fu compiuto da James Clerk Maxwell che, con le sue celebri equazioni formulate nel 1895, unificò i fenomeni elettrici, magnetici e ottici, e descrisse la luce come un’onda elettromagnetica. Ma all’inizio del XX secolo, proprio quando la teoria ondulatoria sembrava aver scalzato definitivamente la concorrenza, la teoria corpuscolare tornò in voga. Fu grazie alla spiegazione del corpo nero data da Planck nel 1900 e dell’effetto fotoelettrico da parte di Einstein che si cominciò a parlare della luce come nella sua formulazione odierna, cioè composta da unità fondamentali chiamate quanti o fotoni. Questo non significa che il secolare dilemma del dualismo onda-particella sia stato risolto, tutt'altro. Semplicemente ci si è dovuti convincere che, per quanto bizzarro possa sembrare, la luce può comportarsi in entrambi i modi, come un'onda o come un corpuscolo.

2015 Anno Internazionale della Luce

Quest’anno sarà dunque l’occasione per ripercorrere le vicende scientifiche che hanno riguardato la luce, ma soprattutto per tentare di scoprire che cosa ci riserverà il futuro: basti pensare alle tecnologie più avanzate e futuristiche, come i computer quantistici, che si basano proprio sulle leggi della meccanica quantistica e che usano i fotoni come strumenti con potenza di calcolo quasi infinita.

I tanti eventi che nel corso dell’anno si susseguiranno in tutto il mondo sono raccolti nel sito ufficiale dell’IYL 2015, dove è possibile anche trovare interessanti riferimenti storici, scientifici e tecnologici sulle applicazioni connesse alla luce.

Per quanto riguarda l’Italia, il testimone dell’iniziativa è raccolto dalla Società Italiana di Fisica (SIF) nel cui sito vengono raccolti gli eventi e le attività presenti su tutto il territorio italiano. Anche la Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali della Sapienza partecipa all'IYL 2015 con un sito internet ed eventi dedicati alla luce.

Il signore degli anelli - Il fisico Bruno Touschek

Giovedì 12 febbraio 2015 alle 20 presso il Forum Austriaco di Cultura a Roma (Viale Bruno Buozzi 113), una serata di approfondimenti dedicata a Bruno Touschek.

 Il Forum Austriaco di Cultura ripercorre la vita del fisico austriaco sulla scorta del film documentario: BRUNO TOUSCHEK con AdA a Orsay – Storia delle prime collisioni fra elettroni e positroni in un laboratorio. Un film di: Enrico Agapito, Luisa Bonolis, Giulia Pancheri – regia Enrico Agapito.

 “Noi fisici gli siamo grati come a pochi altri; perché il profondo cambiamento dei mezzi strumentali con cui oggi si fa la fisica delle particelle è merito suo, e proprio perché in tanti ne abbiamo approfittato la fisica ha fatto in questi anni passi così grandi” (Carlo Bernardini).

 Bruno Touschek nasce a Vienna nel 1921. Studente brillante, fatica a completare gli studi a causa delle leggi razziali che lo costringono ad abbandonare l’Università di Vienna nel 1940. Si sposta quindi ad Amburgo, dove continua gli studi e dal 1943 inizia a lavorare con Rolf Wideröe allo sviluppo del betatrone, il primo acceleratore circolare di elettroni. Nel 1945 Touschek viene arrestato dalla Gestapo. La cooperazione con il fisico norvegese continua anche durante la prigionia. In marcia verso il campo di concentramento, Touschek collassa e viene fucilato, ma non muore. Tornato prigioniere verrà liberato dalle truppe inglesi. Nel 1946 si laurea a Gottinga e nel 1947 inizia la propria carriera universitaria a Glasgow. Nel 1952 accetta un posto come ricercatore all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Frascati e si trasferisce in Italia. La chiave di volta nella propria ricerca scientifica Bruno Touschek l’ha durante un seminario che tiene a Frascati in cui il fisico austriaco sostiene l’importanza di uno studio sistematico sulle collisioni elettrone positrone, era il 7 marzo 1960. In poco meno di un anno il team di Frascati mette in pratica l’idea di Touschek: una macchina acceleratrice costituita da un unico anello magnetico nel quale fasci di elettroni e positroni circolano alla stessa energia in versi opposti. Scontrandosi frontalmente, particelle e antiparticelle si annichilano dando luogo a una trasformazione di materia in energia. AdA (Anello di Accomulazione), il primo strumento per capire la fisica delle particelle è stato messo a punto nei laboratori italiani sviluppando l’idea di un fisico austriaco. Un prototipo di soli 4 metri di circonferenza da cui si evolveranno le macchine acceleratrici più evolute, fino a quella del CERN di Ginevra.

 “È difficile rappresentarsi, senza averlo conosciuto, Bruno Touschek. All’opposto dello stereotipo del professore di fisica, assorto nei suoi pensieri e un po’ svagato, dovete immaginare un tipo irrequieto, propenso a dire battute eccentriche e stravaganti, a fare giochi di parole ibridi (austriaco+italiano+inglese) e a saettare con occhi vivacissimi all’indirizzo dell’interlocutore. Bruno era un cultore di Karl Kraus e della sua satira mitteleuropea, un gioiello della letteratura sarcastica; in più, Bruno sapeva disegnare, con quel tratto impietoso che possiamo vedere in certi disegni di Egon Schiele.” (Carlo Bernardini)

 Parallelamente alla proiezione del film documentario di Enrico Agapito “Bruno Touschek. Con AdA a Orsay”, vi proponiamo una piccola ma significativa selezione di disegni del fisico austriaco. Non mancheranno le testimonianze di chi lo ha conosciuto.

Partecipano:
Dott.ssa Giulia Panchieri (Fisica e allieva di Touschek), il Dott. Andrea Ghigo (Responsabile della Divisione Acceleratori dei Laboratori di Frascati e figlio di Giorgio Ghigo che ha collaborato con Touschek alla costruzione di AdA) e Francis Touschek, figlio del fisico austriaco.