Record di energia nelle collisioni al CERN

12 06 2015

     Nel Large Hadron Collider (LHC), il grande “anello” lungo 27 km del CERN di Ginevra, la settimana scorsa nell’accelerazione delle particelle per il loro scontro sono state raggiunte energie da record: 13 teraelettronvolt. A beneficiare di queste superaccelerazioni energetiche saranno tutti i grandi esperimenti in corso al CERN: Atlas, CMS, Alice e Lhcb.

     Questa ripresa alla grande degli esperimenti segue due anni circa di fermo dell’acceleratore, per aggiornamento e manutenzione. Dallo sviluppo di energie tanto elevate ci si aspettano altre importanti scoperte nel campo della fisica delle particelle, dopo l’identificazione del bosone di Higgs (avvenuta con lo scontro di particelle ad un’energia di circa 7 teraelettronvolt), soprattutto sulle caratteristiche e la natura della materia oscura e dell’antimateria.

     Per anni centinaia di ricercatori del centro hanno lavorato per ottenere energie di questa portata. Dopo aver provato l’accelerazione di fasci di protoni alternativamente nelle due direzioni opposte ed averli “allineati”, è stata decisa ed ottenuta l’accelerazione contemporanea dei due fasci in direzioni opposte di scontro. Lo scontro è stato fatto avvenire in corrispondenza dei rilevatori Atlas e CMS, che avevano consentito di individuare i bosoni di Higgs.

     Ci vorrà ancora del tempo per scoprire cosa è successo effettivamente, se è stato rilevato qualcosa e proseguire poi con ulteriori verifiche sperimentali. Si consoliderà il modello Standard? Si andrà oltre? Solo dopo si riuscirà a capire se le scoperte avranno ricadute concrete nei vari settori industriali, nella medicina, nella vita quotidiana insomma. Sicuramente le scoperte, quali che siano, porranno nuovi interrogativi e saranno il punto di partenza di nuove ricerche, che rappresentano i motori della Scienza.

Una breve simulazione video dello scontro al LHC.




Un interessante ebook di fisica moderna

22 06 2014

     Sul sito Matematicamente.it è possibile scaricare un ebook di fisica per le scuole superiori, distribuito gratuitamente con licenza creative commons BY-ND. Il testo è stato realizzato dal prof. Giovanni Organtini ed è nato dall’esperienza delle lezioni per gli studenti dei licei sulla fisica delle particelle, tenute dall’autore nell’ambito del Piano Lauree Scientifiche.

Riporto l’indice, gli interessati troveranno maggiori informazioni sul sito Matematicamente.it  oppure nel manuale, distribuito in più versioni.

Prefazione 
I Fisica Moderna
1 La teoria della Relatività Ristrett
1.1 Le trasformazioni di Lorentz
1.2 La dilatazione del tempo
1.3 Contrazione della lunghezza
1.4 Composizione delle velocità
1.5 I quadrivettori
1.6 Il quadrivettore energia–impulso
1.7 Acceleratori e collider

2 La Relatività Generale
2.1 La misura nei vari sistemi di riferimento
2.2 Il principio di equivalenza
2.3 la geometria dell’Universo
2.4 Effetti gravitazionali sul tempo

3 La Meccanica Quantistica 
3.1 Il corpo nero
3.2 L’effetto fotoelettrico
3.3 L’effetto Compton
3.4 La misura e il Principio d’indeterminazione 
3.5 Onde di materia
3.6 Gli atomi
3.6.1 Gli spettri atomici
3.7 Quantizzazione del momento angolare 
3.8 Lo spin degli elettroni
3.9 Il Principio di Pauli
3.9.1 La chimica
3.9.2 Semiconduttori
3.9.3 Il diodo
3.9.4 Il transistor
3.10 L’equazione di Schrödinger
4 Una storia esemplare 
4.1 La scarica degli elettroscopi
4.2 La scoperta dei raggi cosmici
4.3 Caratteristiche dei raggi cosmici
5 Chi l’ha ordinato? 
5.1 Particelle penetranti
5.2 L’ipotesi del neutrino
5.3 L’antimateria
5.4 La scoperta del muone
5.5 La scoperta del pione
5.6 La lambda e i mesoni K
6 I nuovi numeri quantici 
6.1 I leptoni
6.2 I barioni
6.3 I mesoni
6.4 Gli adroni
6.5 Classificazione in base allo spin
7 Imitare la Natura 
7.1 Gli acceleratori di particelle
8 Studiare le particelle 
8.1 Sezione d’urto
8.2 Vita media
9 Le risonanze 
9.1 Urti tra particelle
9.2 La massa invariante
10 Le particelle strane 
10.1 I decadimenti della 
10.2 Produzione associata
11 Il Modello a Quark 
11.1 Tre nuove Tavole Periodiche
11.2 L’ipotesi dei quark
11.3 L’ottetto di mesoni
11.4 L’ottetto di barioni
11.5 Quark colorati
12 Il Modello Standard 
12.1 I costituenti della materia
13 Campi e Particelle 
13.1 Le forze fondamentali
13.2 Una rivisitazione del concetto di energia
13.3 L’energia delle interazioni tra particelle 
13.4 Altri processi
13.5 L’antimateria
13.6 La produzione delle particelle strane 
13.7 L’interazione debole
14 Il bosone di Higgs 
14.1 Richiami sul concetto di energia
14.2 Campi autointeragenti
14.3 Sul significato dell’energia
14.4 L’introduzione della relatività
14.5 Il Meccanismo di Higgs
14.6 Sulla forma del potenziale di Higgs 
14.7 Campi massivi
14.8 La massa dei bosoni vettori
Appendice, Approssimazione di funzioni, Equazioni differenziali a variabili separabili,
Unità naturali, Soluzione degli esercizi.

Un ringraziamento all’autore, per il prezioso contributo alla divulgazione e formazione scientifica: prof. Giovanni Organtini, “Sapienza”, Università di Roma, Dip.to di Fisica, P.le Aldo Moro, 2   – 00185 ROMA –

FISICA MODERNA – paperbook (13 MB), versione paperbook per la stampa, senza video

FISICA MODERNA – portrait (137 MB), versone portrait

FISICA MODERNA – versione landscape (137 MB), versione Landscape, completa per laptop e tablet.

 




Conferenza “Dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande”

16 04 2014

     Si tratta della conferenza conclusiva, per quest’anno scolastico, del ciclo “Seralmente” presso l’Istituto Tecnico Industriale “E. Majorana” di Grugliasco. Data e ora si ricavano dalla locandina a fianco, le prenotazioni (sempre gradite) possono essere effettuate all’indirizzo: seralmente@gmail.com .  

     Il relatore, Prof. Lerda, è ordinario di Fisica Teorica con un curriculum e un prestigio di rilievo internazionale, è docente di Meccanica Statistica e Teoria delle Stringhe al Dipartimento di fisica a Torino. Cos’è la Teoria delle Stringhe? Un modo, una teoria non ancora consolidata ma in fase di sviluppo, che cerca di descrivere tutte le forze e la materia nel suo complesso, dall’infinitamente grande all’infinitamente piccolo, appunto. Emblematico è anche il sottotitolo della conferenza: un viaggio all’interno della materia per scoprire i segreti dell’Universo. Una teoria che si fa risalire al 1968, ad un articolo di Gabriele Veneziano, basata su un principio unificatore di energia, materia, spazio e tempo. Ogni cosa sarebbe composta da una sorta di anelli infinitamente piccoli di “energia vibrante” detti stringhe.

Un paio di video semplici, possono costituire un’introduzione a quest’affascinante teoria:

http://www.youtube.com/watch?v=hREKry7e2Q0

http://www.youtube.com/watch?v=Js8KkrSO6I0

    La conferenza del Prof. Alberto Lerda, moderata dal Dr. Caponigro, è un’occasione imperdibile per gli appassionati di scienze, materia e fisica e può costituire uno spunto anche per quei giovani che stanno progettando una tesina di carattere “scientifico” per l’esame di stato.

 




Il TG3 Leonardo ha intervistato il fisico teorico Higgs

6 05 2009

Peter Higgs è un fisico, scopritore del bosone

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I raggi cosmici

6 02 2009

  

Abbiamo già parlato di radiazioni elettromagnetiche. Tra queste ci sono le radiazioni luminose con una lunghezza d’onda compresa tra 0,4 e 0,7 μm (micrometri) che, pur essendo solo una piccola parte delle radiazioni totali, sono fondamentali per la vita. Sulla Terra però arriva un’altra tipologia di raggi, detti "raggi cosmici" o "radiazione cosmica", ad alta energia, già ipotizzati da Victor Franz Hess (1883-1964) nell’estate del 1912 quando, facendo salire elettroscopi ad alta quota, fino a 5000 m con un pallone aerostatico, notò una ionizzazione spontanea crescente dei gas all’aumentare della distanza dalla superficie terrestre. Hess scrisse che ciò si poteva spiegare "supponendo che una radiazione di grandissimo potere penetrante entri dall’alto nella nostra atmosfera". Successivamente un altro fisico, Werner Kolhörster (1887-1946) ripeté gli esperimenti di Hess raggiungendo altitudini maggiori e ottenne gli stessi risultati. L’espressione "raggi cosmici" che indica questi tipi di radiazioni venne coniata dal fisico statunitense Robert Andrews Millikan (1868-1953). L’idea di Hess che la ionizzazione fosse prodotta da raggi provenienti dallo spazio ottenne la prova decisiva proprio da Millikan con un gruppo di esperimenti realizzati tra il 1923 e il 1926. Secondo il fisico italiano Bruno Rossi (1905-1993), i raggi cosmici sono "il grido di nascita degli atomi che venivano creati continuamente nello spazio[1]". Venne poi affrontato il problema della costituzione e del potere penetrante di questi raggi: alcuni di essi riuscivano ad attraversare uno spessore di 1 metro di piombo! Per questo dovevano essere costituiti da energie molto elevate.

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CERN: CONTINUA LA CACCIA ALLE PARTICELLE ELEMENTARI

27 01 2009

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