Premi Nobel 2017: Fisica

Come ormai saprete, i Nobel per la Fisica 2017 sono stati assegnati a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne

per il contributo decisivo al rilevatore LIGO e l'osservazione delle onde gravitazionali

Un po' come il premio a Peter Higgs, questo ai fondatori di LIGO (manca solo Ronald Drever, morto all'inizio di marzo di quest'anno), anche questo era ampiamente atteso (se ne vociferava già al congresso SAIt e durante la Notte dei Ricercatori).
Non mi dilungo in eccesive spiegazioni, rimandandovi a Le mistiche onde gravitazionali che avevo scritto poco meno di un anno fa, ma vorrei semplicemente far notare l'intruso nel trio: Thorne, infatti, a differenza dei due suoi colleghi, è un fisico teorico. Vince giustamente il Nobel in quanto fondatore dell'esperimento, ma è altrettanto indubbio che, in occasione del Nobel per l'Higgs, non venne assegnato nessun premio ai fisici sperimentali che la scoperta la realizzarono nella pratica. A mio modesto parere direi che siamo di fronte all'ennesimo smacco al CERN da parte dell'Accademia delle Scienze svedese.

Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abernathy, M. R., Acernese, F., Ackley, K., ... & Adya, V. B. (2016). Observation of gravitational waves from a binary black hole merger. Physical review letters, 116(6), 061102. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102

Il (non) carnevale dela fisica #18

Lo so, lo so. Nell'ultima edizione Annarita ha ricordato che sarebbe stato un altro il blog che avrebbe ospitao l'edizione di fine settembre, ma c'era Science Backstage che continuava sussurrarmi a un oecchio: ma non mi scrivi più? ma non mi scrivi più? E allora ecco che qui, su SciBack (per gli amici!) la 18.ma edizione del (non) carnevale della fisica!
Visto che spesso mi ritrovo a scrivere di stelle sulle pagine dei (non) carnevali, e che mi piacerebbe stimolare Fabio a scrivere un po' più spesso, apro questa edizione con una lezione diastronomia, dove Fabio De Sicot recupera alcuni estrati di un'intervista che fece a Margherita Hack ai bei tempi di Caccia al fotone.

Nel 2006 nasceva Caccia al Fotone, e una delle prime puntate fu proprio in compagnia di Margherita Hack. Le feci qualche domanda sull'evoluzione stellare, e lei si sbizzarrì. Ne uscì una gloriosa e semplice (come nel suo stile) lezione di astronomia. E' un mio ricordo. Uno fra i tanti che si vedranno in rete. Ma per me vuol ancora dir molto.

Si prosegue con Gaia e il suo miliardo di stelle (evvai!) di Sandro Ciarlariello:

In questo post vedremo cos'è Gaia, come ha fatto a misurare le cose che ha misurato e cosa ci dicono i dati. Tenete comunque presente che questi sono solo i primi dati della missione; ovvero nei prossimi anni verranno resi pubblici dati sempre più aggiornati e inoltre, nel corso dei mesi prossimi, tantissimi astrofisici (non solo quelli legati strettamente alla missione Gaia) analizzeranno questi dati e quindi magari ne vedremo delle belle.

Sempre dedicato a Gaia il post di Marco Castellani su Gruppo locale

Un momento, ma chi è GAIA? No, non c’è speranza di incontrarla dal vero, perché non solo non è una persona (purtroppo, o per fortuna…) bensì un satellite dell’ESA, che attualmente orbita intorno al punto lagrangiano L2, un punto particolarmente importante di stabilità gravitazionale alle bellezza di un milione e mezzo di chilometri da Terra.

Andiamo su Medium con La storia della scoperta di Sgr A* di Michele Diodati:

Alla fine degli anni ’60 del secolo scorso, i progressi tecnologici compiuti nell’esplorazione del cielo nelle frequenze dell’infrarosso consentirono di bucare per la prima volta in modo efficace la nera cortina di polveri che rende invisibile il centro galattico ai telescopi ottici.

Quindi Marco Fulvio Barozzi con La freccia del tempo:

Otto anni prima della morte di Newton, un altro Isaac, un protestante dissidente di nome Isaac Watts, pubblicò un libro di salmi, parafrasi e inni intitolato The Psalms of David: Imitated in the Language of the New Testament and Applied to the Christian State and Worship (1719). L’inno 58 così recita:

Ritratti: Fritz Zwicky

Grazie all'applicazione di un teorema della fisica classica, il teorema del viriale, all'ammasso della Chioma, Fritz Zwicky ha dedotto l'esistenza di una massa non visibile all'interno delle galassie dell'universo. Quella scoperta è oggi nota come materia oscura ed è uno dei problemi insoluti della fisica moderna, la cui scoperta e studio potrebbe riconciliare in un'unica disciplina lo studio dell'infinitamente grande con quello dell'infinitamente piccolo.
Zwicky nasce a Varna, in Bulgaria, il 14 febbraio del 1898. Il padre, Fridolin, è un mercante svizzero che si trova là per affari, mentre la madre, Franziska Vrček, è cecoslovacca.
Zwicky viene rimandato in Svizzera, a Gradus dai nonni per studiare nel suo paese natio: l'idea è quella di indirizzarlo verso studi commerciali, ma ben presto iniziò ad interessarsi della scienza, in particolare di fisica e matematica. Così nel 1914 andò presso lo Swiss Federal Institute of Technology a Zurigo proprio per approfondire questi suoi interessi e dove ottenne il dottorato, nel 1922, con uno studio sui cristalli ionici. Tre anni più tardi, nel 1925, si trasferì negli Stati Uniti per lavorare al Caltech insieme con Robert Millikan, fresco di Nobel (1923).
La prima carica importante di Zwicky arrivò nel 1942, un anno dopo il divorzio dalla prima moglie, Dorothy Vernon Gates, grazie ai cui soldi fu in grado di finanziare l'Osservatorio di Palomar durante la Grande Depressione. Successivamente si sposò in Svizzera, nel 1947, con la connazionale Anna Margaritha Zurcher.
Zwicky fu il primo a introdurre il termine supernova nella letteratura astronomica e sviluppò, insieme con Walter Baade, la teoria di come le supernove siano in grado di produrre stelle di neutroni, scoperte da James Chadwick:

Con tutte le riserve avanziamo l'ipotesi che una super-nova rappresenti la transizione di una stella ordinaria in una stella di neutroni, costituita principalmente di neutroni. Una stella di tal genere può possedere un raggio molto piccolo e una densità estremamente grande. Come i neutroni sono impacchettati più strettamente dei nuclei ordinari e degli elettroni, l'energia "gravitazionale di impacchettamento" in una stella di neutroni fredda può diventare molto grande e, sotto certe condizioni, può ulteriormente eccedere la frazione di impacchettamento nucleare. Una stella di neutroni dovrebbe inoltre rappresentare la configurazione più stabile della materia.

Lo stesso articolo si conclude poi nel modo seguente:

Dai dati a pisposizione sulle supernove possiamo concludere:

1. La massa si deve annichilire all'interno dell'ammasso. Con ciò intendiamo che un insieme di atomi la cui massa totale è $M$ può perdere, sotto forma di radiazione elettromagnetica ed energia cinetica, una quantità di energia $E_T$ che probabilmente non può essere considerata per spiegare la liberazione della nota frazione di impacchettamento nucleare. Varie interpretazioni di questo risultato sono possibili e verranno successivamente pubblicate⁽¹⁾.
2. L'ipotesi che la supernova emette raggi cosmici conduce a un accordo molto soddisfacente con alcune delle principali osservazioni sui raggi cosmici.

Le nostre due conclusioni sono essenzialmente indipendenti e dovrebbero forse essere giudicate separatamente, ognuna per i suoi rispettivi meriti.
(dalle conclusioni di Cosmic rays from super-novae)

Sempre con Baade, in un articolo precedente, introdusse la nozione di supernova:

Le indagini estensive di sistemi extragalattici durante gli ultimi anni hanno gettato luce sull'importante fatto che esistono due tipi ben definiti di nuove stelle o novae che possono essere distinti come novae comini e super-novae. Nessun oggetto intermedio è stato ulteriormente osservato.
(da On Super-novae)

La fisica a teatro: Luce dalle stelle

Mi dispiace non essere riuscito a pubblicare questo breve resoconto prima, ma recupero volentieri il tempo perduto. Spero che gli attori-ricercatori possano perdonare questo ritardo.

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Il divertente spettacolo scritto e interpretato da Marina Carpineti, Marco Giliberti, Nicola Ludwig e Stefano Sandrelli (tutti ricercatori) per la regia di Claudio Marconi alla fine risulta un modo bello, interessante e (come ho già scritto) divertente per divulgare la fisica.
Il filo rosso è ovviamente la luce che ci proviene dalle stelle: così, con la scusa di parlare di questa radiazione che giunge sulla Terra dallo spazio profondo, i tre ricercatori sul palco si divertono a esaminare tutti i fenomeni legati con la diffusione della luce.
Alle immagini spettacolari dell'universo si alternano esperimenti con specchi, vetri, luci laser, radiazioni infrarosse e ultraviolette, con le loro applicazioni in vari campi, come ad esempio le belle arti, dove l'applicazione delle radiazioni infrarosse è in grado di far scoprire i disegni preparatori dei pittori sotto le tele e di esaminare quindi l'evoluzione tecnica delle opere.

Nebulosa Rosetta - via APOD

Divertenti poi le gag presentate dai fisici sul palco: ad esempio la povera Marina Carpineti che viene vessata dai suoi colleghi maschi e che le viene impedito di raccontare un aneddoto sul fisico e matematico Geoffrey Taylor⁽¹⁾; o Nicola Ludwig, che si da arie da esperto in ogni campo (anche se questa esperienza poi, effettivamente, la dimostra); o il simpaticissimo (per me che sono un teorico di formazione) Marco Giliberti che cerca in tutti i modi di raccontare i dettagli matematici delle teorie che andranno a raccontare con gli esperimenti. In effetti Giliberti sembra all'inizio particolarmente folle: tra l'altro quasi presentendo l'intervento inevitabilmente censorio dei colleghi, inizia a scrivere e spiegare equazioni a velocità inconsueta, quasi insostenibile.

Nebulosa Fianna - via APOD

Singolarità nuda

Illustrazione di Gavin Potenza

Nella maggior parte dei casi sono le news scientifiche a propormi articoli e combinazioni, o magari qualche articolo pubblicato su qualche blog che seguo, ma a volte è semplicemente il caso che mi fa trovare le idee per gli articoli che vi propongo, come ad esempio per l'equazione di Dirac e quella di Klein-Gordon, quando una semplice segnalazione via e-mail di un seminario divulgativo a Londra è esplosa in un piccolo racconto sulle due equazioni.
Anche l'articolo sulla singolarità nuda di oggi fa parte della categoria caso, e in particolare sono due le fonti/pensieri che lo hanno ispirato.
Da una parte la scoperta del sito The Naked Army!, realizzato da una studentessa (o ricercatrice?) di lettere, dunque una persona seria secondo i canoni comuni, che mi ha fatto nascere il pensiero: ecco che per fare traffico biosgna mettere in mostra il nudo e il corpo femminile e non; come posso fare la stessa cosa?
La risposta è stata immediata: singolarità nuda. Però lo spunto definitivo arriva con l'immagine di presentazione dell'articolo: una Terra che sta cadendo all'interno di una singolarità gravitazionale (da Synaptic Simuli).

Il flipper magnetico

via commons

Ricercatori francesi hanno sviluppato un nuovo modello che descrive il campo magnetico terrestre che include una spiegazione semplice sui suoi molteplici cambiamenti di direzione nel corso della storia terrestre.
Molti geofisici sono d'accordo con il fatto che la principale componente del campo magnetico terrestre è generata da correnti di convezione nel ferro fuso del nucleo planetario. Questo campo di dipolo, che definisce i poli magnetici terrestri, ha cambiato polarità decine di migliaia di volte nel passato: le prove di questo fatto sono contenute all'interno delle rocce, dove le precedenti configurazioni magnetiche si sono in un certo senso congelate come i fossili antichi.
Varie teorie hanno provato a speigare il meccanismo di inversione ma generalmente presentano un alto grado di complessità: le variabili casuali nel flusso del liquido nucleare terrestre sono gli interruttori principali del meccanismo.

L'origine di una passione: Hawking e il Big Bang

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Titolo: Dal Big Bang ai buchi neri
Autore: Stephen Hawking
Edizione: Bur

Dire che queso libro è l'origine della passione per la fisica è forse eccessivo, certo è che uno dei semi, una delle tante origini segrete. Tutto inizia al liceo, prima grazie ai professori dell'area scientifica (la professoressa di fisica, quella di chimica e geografia astronomia, quello di matematica - che come la prima è laureato in fisica-matematica, una laurea unica), quindi con la lettura del famoso libro di Stephen Hawking, Dal Big Bang ai buchi neri.
Il testo di Hawking è indubbiamente divulgativo, facilmente leggibile da chiunque, scritto in stile abbastanza colloquiale, e che soprattutto ha accomunato molti fisici della mia generazione. La prosa precisa e al tempo stesso discorsiva di Hawking, il modo accattivante in cui ha descritto una materia ostica come lo spazio, il tempo e l'universo, rendono il libro un ottimo punto di partenza per chiunque voglia avvicinarsi ad argomenti avanzati della fisica, ma che si occupano di qualcosa che ha affascinato da sempre l'uomo: il cielo notturno e le stelle che, come puntini luminosi lontani, lo popolano.
I temi che tocca, poi, sono ampi e uno in particolare, la questione della freccia del tempo, assume un fascino ancora maggiore, visto che riesce a farti immaginare cosa, secondo lui, potrebbe succedere nel caso che tale freccia si invertisse fino al momento del big crunch.
Passeranno anni prima che si ricreda di questa ipotesi, ma certo è molto pittorica e soprattutto indicativa di come una mente analitica e scientifica riesca comunque a immaginare la realtà con lo stesso dettaglio e la stessa fantasia di un artista.
Ancora oggi un capolavoro da leggere, consigliare, regalare.