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.

Il più grande spettacolo dopo il Big Bang

E' uscito il nuovo Accastampato, rivista di divulgazione scientifica realizzata dagli studenti di Fisica della Sapienza. Questo numero è dedicato all'esperimento di BICEP-2 e all'annuncio risalente al 17 marzo scorso con cui, il gruppo di ricerca guidato da John Kovac, annuncia al mondo la possibile prima osservazione diretta delle tracce delle onde gravitazionali primordiali (qui l'articolo).

Come per ogni esperimento scientifico - e in particolare per misure così importanti e "delicate" - c'è bisogno che altri esperimenti confermino i risultati. A distanza di qualche mese, purtroppo, sembra proprio che le misure effettuate da BICEP-2  non siano affatto dovute ad un segnale primordiale. L'analisi pubblicata dal satellite Planck della polarizzazione prodotta dalla polvere galattica sembra spiegare completamente il risultato: il segnale misurato da BICEP-2 sarebbe interamente dovuto alla contaminazione della polvere galattica e non alle onde gravitazionali.

All'interno della rivista, scaricabile gratuitamente in formato pdf, potete trovare un'intervista che ho realizzato insieme a Valeria Persichetti all'astrofisico Paolo De Bernardis, che ricorda i dieci anni di progettazione dell'esperimento di BICEP e le ipotesi, in gran parte verificate, sulla fase di espansione inflazionaria dell'Universo. Proprio De Bernardis, pochissimi giorni dopo l'annuncio dato da John Kovac, ci avverte: "Potrebbero esserci degli effetti sistematici che modifichino la misura fino ad annullarla entro il rumore. Si tratta quindi di una misura ancora tutta da confermare. Io ad esempio ho una grossa curiosità: capire a quanto ammonta il contributo della nostra galassia in questo campo di rotazione gravitazionale." 

Un'anteprima degli altri articoli, scritti dagli studenti che hanno frequentato il primo corso di scrittura scientifica divulgativa di Accatagliato - alcuni dei quali oggi frequentano la Scuola Sperimentale di Comunicazione della Scienza della libreria assaggi di Roma - li potete trovare nel sommario della rivista.

Sta per uscire OraMai di Tuono Pettinato. Un viaggio a fumetti tra i misteri del tempo.

Sta per uscire OraMai, una storia a fumetti che parla dei misteri del tempo con lo stile unico del suo autore (e disegnatore) Tuono Pettinato. Il fumetto sarà presentato all'ormai prossima edizione di Lucca Comics & Science, sezione della più ampia manifestazione Lucca Comics & Games.

Quest'anno Lucca Comics & Science ci porta nei laboratori del CERN di Ginevra, lì dove all'interno di un tunnel lungo 27 chilometri, a 100 metri di profondità, vengono accelerate e fatte scontrare particelle con velocità prossime a quella della luce, e vengono ricreate le condizioni che hanno caratterizzato l'Universo nei suoi primissimi istanti di vita successivi al Big Bang.

E' in questi laboratori che un gruppo di fumettisti, tra cui Tuono Pettinato, hanno fatto visita al Large Hadron Collider (LHC), il più grande acceleratore di particelle che sia mai stato costruito. Guidati dai ricercatori che hanno raccontato loro la vita e il lavoro di ricerca al CERN, i disegnatori si sono fatti ispirare per le loro storie, e OraMai è la prima di queste.

Di ritorno dal CERN, Tuono Pettinato così ha raccontato la sua esperienza:

Qui invece, grazie a FumettoLogica, un'anteprima di OraMai, al quale hanno collaborato anche i fisici Amedeo Balbi e Marco Delmastro.

Conto alla rovescia. Verso la Notte Europea dei Ricercatori 2014

Ci siamo! Manca poco alla nona edizione della Notte Europea dei Ricercatori, manifestazione inserita all'interno della Settimana della Scienza, organizzata da Frascati Scienza e finanziata dalla Commissione Europea.

Ho già parlato in un precedente post del tema intorno al quale ruota quest'anno l'evento, quello della Sostenibilità, e delle tante città coinvolte, da Nord a Sud, oltre a quelle "storiche" di Roma e Frascati. Ma a rendere ancora più appetitosa quest'anno la European Researchers' Night è senza dubbio un programma ricchissimo di eventi, per tutti i gusti e per tutte le età.

Le iniziative spaziano fra aperitivi e giochi scientifici, incontri con i ricercatori, seminari, mostre, tavole rotonde e visite guidate ai più importanti laboratori e centri di ricerca italiani.

I più piccoli, ma anche gli adulti giocherelloni, potranno divertirsi in una caccia al tesoro didattica sull'ambiente a Roma,  sperimentare con la luce a Frascati, oppure giocare con la scienza a Bologna e Bari.

Per quanto riguarda le mostre, anche in questo caso c'è l'imbarazzo della scelta. A Frascati saranno istallate una mostra fotografica sulla sostenibilità e una sul "lavoro dell'uomo e la natura". A Trieste invece si celebrano i sessanta anni del CERN e il contributo dei fisici della sezione INFN di Trieste. Mentre a Milano si darà spazio alla storia dei rivelatori di particelle.

Ricco anche il programma  delle tavole rotonde, con discussioni che toccheranno i temi dell'Europa e la ricerca a Pavia, del ruolo delle donne nella scienza a Frascati, del rapporto fra ricerca e società a Catania e della fisica medica sempre a Pavia.

Infine, la sera, spazio agli spettacoli, con teatro, musica, cabaret e proiezioni.

Si tratta solo una piccola parte delle tantissime iniziative in programma, che trovate per intero nell'apposita sezione del sito di Frascati Scienza.

E se non potrete partecipare materialmente agli incontri, niente paura! Munitevi (se ancora non lo avete) di un account Twitter e seguite l'hashtag #ERN, per assistere a tutti gli eventi non solo italiani ma anche europei sui social network. Frascati Scienza, inoltre, dalle ore 18 del 26 settembre organizza la social night per le strade di Frascati. Potrete immortalare la vostra notte tra le vie della scienza e condividere le foto tramite il vostro profilo Twitter privato, contenente l'hashtag #ERN e linkando @FrascatiScienza. Oltre a ricevere in regalo la maglietta ufficiale dell'evento, contribuirete a diffondere la cultura della ricerca scientifica nella società e tra la gente. Che poi, è proprio il nobile obiettivo della Notte Europea dei Ricercatori.

Twitter: @GiorgioSestili

Torna la Notte Europea dei Ricercatori. Per uno sviluppo sostenibile.

Dal 22 al 26 settembre tornano la Settimana della Scienza, alla sua nona edizione, e la Notte Europea dei Ricercatori, un progetto promosso dalla Commissione Europea e coordinato e realizzato da Frascati Scienza.  Alle storiche sedi di Roma e Frascati, che hanno ospitato la manifestazione negli anni precedenti, quest'anno si sono aggiunte le città di Trieste, Bologna, Milano, Ferrara, Catania, Bari, Cagliari, Pavia e Pisa, con un programma ricchissimo di eventi, dislocati da Nord a Sud su tutto il territorio nazionale.

Il tema di quest'anno sarà la Sostenibilità, argomento ampio e complesso, troppo spesso trattato in maniera superficiale dalla politica e dagli organi di informazione, nonostante oggi rivesta una vitale importanza in molteplici ambiti. La Settimana della Scienza sarà dunque l'occasione per approfondire gli argomenti che riguardano lo sviluppo economico in relazione alle esigenze sociali e alle questioni ambientali, interrogandosi e dibattendo su quali possano essere davvero le migliori politiche che sappiano conciliare tutti questi elementi.

Ad occupare la scena e ad arricchire i dibattiti saranno i ricercatori, il cui lavoro è orientato alla continua ricerca di soluzioni scientifiche e tecnologiche con le quali affrontare le sfide per un futuro sostenibile. Una sfida che interroga anche la politica e la società tutta, che non possono più mostrarsi indifferenti nei confronti delle difficoltà ecologiche che il nostro pianeta mostra e che sempre più è costretto a sopportare, di fronte alle falle dell'attuale sistema produttivo. Una sfida dunque che chiama direttamente in causa l'Unione Europea: "La Notte Europea dei Ricercatori organizzata da Frascati Scienza, si è classificata prima nei progetti presentati da tutti gli stati membri, firmando il primo contratto del nuovo programma di finanziamento – Horizon 2020 – che nei prossimi sette anni finanzierà con oltre ottanta miliardi di euro progetti di ricerca e innovazione" dichiara il Presidente di Frascati Scienza, Giovanni Mazzitelli. "E’ fondamentale che proprio in coincidenza del semestre italiano di conduzione del parlamento europeo, tutti possano avvicinarsi e condividere quelle tematiche alle quali l’Europa sta dedicando non solo risorse finanziarie, ma anche spazi e interesse, godendosi una settimana di scienza e intrattenimento per tutti i gusti ed età.”

E in effetti il programma della manifestazione spazia fra eventi di vario tipo: spettacoli, seminari, conferenze, aperitivi scientifici, escursioni nei parchi e nei siti archeologici, animazione per bambini e visite guidate nei maggiori centri di ricerca italiani. Un modo per riporre la scienza e la ricerca nel posto che a loro compete: nella società, tra la gente, e non in un Olimpo immaginario. 

L'aggressione israeliana, Odifreddi e la censura di Repubblica

Piergiorgio Odifreddi, matematico e divulgatore scientifico, due anni fa scrisse un post sul suo blog, ospitato da Repubblica, in cui esprimeva un proprio giudizio riguardo all'ennesima precipitazione del conflitto israelo-palestinese. Le parole di Odifreddi, molto dure nei confronti dello Stato di Israele, in meno di 24 ore furono rimosse dal sito di Repubblica. Un vero e proprio atto di censura.

Oggi ci troviamo di fronte a un nuovo, gravissimo attacco unilaterale (chiamiamolo per quello che è) di Israele nei confronti della popolazione civile palestinese. Personalmente trovo ancora estremamente attuale ciò che Odifreddi scrisse nel suo post, poi censurato, e che vi ripropongo qui di seguito. 

Il post di Odifreddi censurato da Repubblica

Dieci volte peggio dei nazisti
Uno dei crimini più efferati dell’occupazione nazista in Italia fu la strage delle Fosse Ardeatine. Il 24 maggio 1944 i tedeschi “giustiziarono”, secondo il loro rudimentale concetto di giustizia, 335 italiani in rappresaglia per l’attentato di via Rasella compiuto dalla resistenza partigiana il 23 maggio, nel quale avevano perso la vita 32 militari delle truppe di occupazione. A istituire la versione moderna della “legge del taglione”, che sostituiva la proporzione uno a uno del motto “occhio per occhio, dente per dente” con una proporzione di dieci a uno, fu Hitler in persona.

Il feldmaresciallo Albert Kesselring trasmise l’ordine a Herbert Kappler, l’ufficiale delle SS che si era già messo in luce l’anno prima, nell’ottobre del 1943, con il rastrellamento del ghetto di Roma. E quest’ultimo lo eseguì con un eccesso di zelo, aggiungendo di sua sponte 15 vittime al numero di 320 stabilito dal Fuehrer. Dopo la guerra Kesselring fu condannato a morte per l’eccidio, ma la pena fu commutata in ergastolo e scontata fino al 1952, quando il detenuto fu scarcerato per “motivi di salute” (tra virgolette, perché sopravvisse altri otto anni). Anche Kappler e il suo aiutante Erich Priebke furono condannati all’ergastolo. Il primo riuscì a evadere nel 1977, e morì pochi mesi dopo in Germania. Il secondo, catturato ed estradato solo nel 1995 in Argentina, è tuttora detenuto in semilibertà a Roma, nonostante sia ormai quasi centenario.

In questi giorni si sta compiendo in Israele l’ennesima replica della logica nazista delle Fosse Ardeatine. Con la scusa di contrastare gli “atti terroristici” della resistenza palestinese contro gli occupanti israeliani, il governo Netanyahu sta bombardando la striscia di Gaza e si appresta a invaderla con decine di migliaia di truppe. Il che d’altronde aveva già minacciato e deciso di fare a freddo, per punire l’Autorità Nazionale Palestinese di un crimine terribile: aver chiesto alle Nazioni Unite di esservi ammessa come membro osservatore! Cosa succederà durante l’invasione, è facilmente prevedibile. Durante l’operazione Piombo Fuso di fine 2008 e inizio 2009, infatti, compiuta con le stesse scuse e gli stessi fini, sono stati uccisi almeno 1400 palestinesi, secondo il rapporto delle Nazioni Unite, a fronte dei 15 morti israeliani provocati in otto anni (!) dai razzi diHamas. Un rapporto di circa 241 cento a uno, dunque: dieci volte superiore a quello della strage delle Fosse Ardeatine. Naturalmente, l’eccidio di quattro anni fa non è che uno dei tanti perpetrati dal governo e dall’esercito di occupazione israeliani nei territori palestinesi.

Ma a far condannare all’ergastolo Kesserling, Kappler e Priebke ne è bastato uno solo, e molto meno efferato: a quando dunque un tribunale internazionale per processare e condannare anche Netanyahu e i suoi generali?

Piergiorgio Odifreddi