UNA DOMANDA RICORRENTE - (PREMIO NOBEL) - "What is the world made of? What holds it together"

UNA DOMANDA RICORRENTE…

"What is the world made of?   "What is the world made of?
What holds it together"       What holds it together"

Democritus (460-370 B.C.)     Murray Gell-Mann (b. 1929)
                                 (PREMIO NOBEL)

LHC, il buco nero e
la fine del mondo

        Di cosa si parla, cosa si
             cerca e cosa è vero
      Un’introduzione alla fisica
                       più facile

Pensiero debole !
Io ti Amo! Gridiamolo tutti insieme alla nostra bellissima Terra

  Salviamo il pianeta

Ci troviamo alle soglie di un possibile disastro senza precedenti? Al CERN dicono
che e' una REMOTISSIMA possibilita', ma esiste! I cittadini del mondo stanno
subendo rischi che non hanno deciso di correre, l'informazione non e' circolata e
la popolazione del mondo non e' consapevole del remotissimo RISCHIO che
qualcun altro ha deciso di fargli correre!
[…] Le rassicurazioni del CERN, sono teoriche, astratte e all'atto pratico simile
sperimentazione e' un salto nel vuoto e senza paracadute... E la quasi certezza di
creare mini BUCHI NERI (inoffensivi?), non e' niente di fronte alle incognite di
possibili imprevisti. Quando i fasci di protoni collideranno, svilupperanno un
energia di una tale potenza che sulla Terra non esiste! Si giustificano dicendo che
la Terra e' colpita costantemente dai raggi cosmici e anchessi sono potentissimi.
Ma si dimenticano di specificare che quello e' un fenomeno naturale e la natura e'
perfetta e il pianeta Terra ci convive da miliardi di anni con quelle radiazioni.

                                                               (da www.solaris.it)

• 27 km di circonferenza
• 100 m sottoterra
• Tenuto a –269°C (4°K, temperatura dell’elio liquido)

protoni

       protoni
LHC CERCHERA’ DI RISPONDERE A QUESTE DOMANDE

•   Qual è l’origine della massa dei corpi ?
•   Cos’è la materia oscura di cui è fatto il 95% dell’universo ?
•   Perché ha prevalso la materia sull’antimateria ?
•   Com’era l’universo appena dopo il big bang ?
• Esistono dimensioni spaziali nascoste e sconosciute ?

Il mondo in cui siamo immersi…

…è fatto di spazio, tempo, materia,
interazioni (scambi di energia)

La fisica ha l’obiettivo di descrivere la
realtà attraverso modelli semplificati,
sempre più comprensivi e capaci di
spiegare le nostre esperienze sensibili.

Attraverso la fisica cerchiamo di
spiegarci le leggi che regolano l’universo
di cui siamo la parte apparentemente
cosciente, quindi cerchiamo di spiegare
in parte anche noi stessi…

Il metodo
scientifico

Non siamo computers.
Qui entra in gioco anche
L’”ipotesi positiva”
(v. “Sofia e la scoperta delle
fragole…”)

Sofia e la scoperta delle fragole
di MARCO BERSANELLI

Il valore dell'ipotesi positiva nella ricerca scientifica.
L'imprevisto, un avvenimento che porta a una novità irriducibile
al già noto. L'adeguatezza della realtà all'io

Antefatto
A Gutenberg, tra le verdissime colline austriache, una mattina saliamo per il sentiero
che attraversa il bosco scuro e profumato alle spalle del paese. Dopo mezz'ora di
cammino troviamo sulla destra una sorgente presso una radura e ci fermiamo a bere.
Con una grande espressione di felicità ad un tratto Sofia, la piccola di tre anni,
esclama: «Mamma, mamma!! una fragola!!». Gli altri due accorrono e, constatato
che la sorellina ha prontamente raccolto e inghiottito il frutto della sua scoperta, si
mettono a cercare, presto seguiti dai genitori. «Un'altra!» e dopo un po': «Guarda qui,
ce ne sono altre tre, quattro...». La caccia è aperta. Cercando in quel prato abbiamo
presto riempito un bicchiere di fragole di bosco. Poi al ritorno, con mia sincera
sorpresa, ripercorrendo lo stesso sentiero dalla sorgente in giù ne abbiamo trovate
altrettante! Zero fragole all'andata, forse un centinaio al ritorno: un effetto
statisticamente schiacciante. Cos'era cambiato?
(segue Æ)

segue da:
Sofia e la scoperta delle fragole di MARCO BERSANELLI

Ipotesi positiva
Eravamo cambiati noi. Qualcosa era successo: le prime fragole trovate alla sorgente
avevano introdotto l'ipotesi positiva che ce ne fossero altre nascoste tra l'erba del sentiero,
la stessa erba poco prima percorsa dai nostri passi. Il nostro cammino s'era trasformato in
una ricerca, e in una ricerca fruttuosa.
L'avanzamento della conoscenza scientifica si regge su episodi in qualche modo analoghi
a questo, coincide con il susseguirsi di occasioni, piccole e grandi, nelle quali un certo
aspetto della realtà in qualche modo trova il varco giusto e irrompe nell'orizzonte
dell'esperienza. La scoperta può accadere come una bella notizia inattesa, un'evidenza
improvvisamente introdotta da fattori casuali e imprevedibili (come nel caso della prima
fragola vista da Sofia); altre volte si tratta dell'esito sperato di una ricerca mirata a
verificare un'ipotesi ben definita (ad esempio l'ipotesi «tra quest'erba ci devono essere
delle fragole»). In ogni caso la presenza di un'ipotesi positiva adeguata facilita
enormemente la nostra capacità di vedere e di scoprire quello che c'è.
Forse al ritorno avremmo anche potuto trovare mirtilli, o magari una nuova specie di frutti
di bosco totalmente sconosciuta, che ugualmente sarebbero passati inosservati se non
fossimo stati tesi a cercar fragole.
[…]

La materia è costituita da 6 mattoni
naturali (particelle elementari):
6 quark…             … e 6 leptoni

L’atomo e’ costituito
da una nuvola di
elettroni e- (negativi e
leggeri) orbitanti
attorno a un nucleo
positivo (e molto piu’
pesante)

Il nucleo dell’atomo è costituito da
protoni e neutroni (a loro volta composti
da quark):

Protone = u + u + d      (CARICA +1 = 2/3 + 2/3 – 1/3)

Neutrone = u + d + d       (CARICA 0 = 2/3 – 1/3 – 1/3)

LE DIMENSIONI
DELLA MATERIA

       DA QUI…

       … A QUI…

… LO SPAZIO E’ VUOTO !!

MA E’ PIENO DI ENERGIA
DI INTERAZIONE

Le 4 interazioni
che tengono insieme il mondo…
                    Le masse si attraggono

                    Le cariche elettriche si
                    attraggono o respingono

                     Quark molto vicini
                     si attraggono

                      Alcune
                      particelle non
                      sono stabili e si
                      disintegrano
                      (radioattività)

COME FANNO I FISICI A
“GUARDARE” DENTRO GLI
       ATOMI ?

 LI BOMBARDANO CON
PARTICELLE PIU’ PICCOLE
E OSSERVANO I “COCCI”…

CASO “A”   CASO “B”

CASO “A”

CASO “A”   CASO “B”

CASO “B”

Come si passa dalla fisica
   delle particelle alla
descrizione della materia
 come noi la vediamo e
      tocchiamo ?

LE PARTICELLE SONO FERMIONI (devono stare su livelli atomici
differenti) o BOSONI (stanno “volentieri” tutte insieme su uno stesso
livello).

GLI ELETTRONI SONO FERMIONI, e da qui nasce la chimica
e la differenziazione tra gli elementi !
      ATOMI (UGUALI O DIVERSI) TRA LORO LEGATI
                    FORMANO MOLECOLE

La composizione
corpuscolare
(atomi o
molecole) della
materia ne
spiega gli stati
di aggregazione

Quando due particelle di materia si attraggono, esse stanno in una
“buca” di energia negativa, la cui profondità è detta energia di
legame (EL ).
Una particella di materia posta a temperatura T, ha un’energia
legata al movimento (energia cinetica EC) proporzionale a T.
Al crescere della temperatura T la particella può arrivare a
“sfuggire” dalla “buca” del legame e liberarsi.

Se EL >> EC la materia è allo stato solido; se EL ≈ EC la materia è
allo stato liquido; se EL