Michio Kaku “Mondi paralleli“ cita
G.K Chesterton
“Il poeta non chiede che di poter far
entrare la propria testa nei cieli. E’ il
logico che cerca di far entrare i cieli
nella propria testa"
• Un giorno Pitagora passò di fronte
all'officina di un fabbro, e si accorse
che il suono dei martelli sulle
incudini era a volte consonante, e a
volte dissonante. Incuriosito, entrò
nell'officina, si fece mostrare i
martelli, e scoprì che quelli che
risuonavano in consonanza avevano
un preciso rapporto di peso. Ad
esempio, se uno dei martelli pesava
il doppio dell'altro, essi producevano
suoni distanti un'ottava. Se invece
uno dei martelli pesava una volta e
mezza l'altro, essi producevano
suoni distanti una quinta (l'intervallo
fra il do e il sol).
Lo stretto rapporto che intercorre tra
la musica e la matematica fu scoperto
sin dall'antichità: un esempio classico
è dato dalla Scuola Pitagorica, a cui si
deve la scoperta secondo la quale i
differenti toni di una scala sono legati
ai rapporti fra numeri interi: una corda
dimezzata suona l'ottava superiore,
ridotta ai suoi 3/4 la quarta, ridotta ai
suoi 2/3 la quinta, e così via.
Einstein:la passione per la musica- 1929
Einstein e Thomas Mann
Einstein e Tagore
(Abraham Pais: Einstein e’ vissuto qui)
Feynman
Deep in the sea
all molecules repeat
the patterns of another
till complex new ones are formed.
They make others like themselves
and a new dance starts.
Growing in size and complexity
living things
masses of atoms
DNA, protein
dancing a pattern ever more intricate.
Out of the cradle
onto dry land
here it is
standing:
atoms with consciousness;
matter with curiosity.
Stands at the sea, wondering: I
a universe of atoms
an atom in the universe.
Due “rivoluzioni scientifiche” stanno alla base della
FISICA MODERNA – entrambe occorse nella prima
meta’ del 20esimo secolo.
Tutto cio’ e’ accaduto quando i fisici hanno provato (e
riuscito) di estendere le leggi delle fisica OLTRE
l’esperienza di ogni giorno, oltre il senso comune
Hanno “partorito”:
• La teoria della Relativita’
• La Meccanica Quantistica
” Non troverai mai la
verità se non sei disposto
ad accettare anche ciò che
non ti aspetti “. Eraclito
Per descrivere il
comportamento dei
“corpi” che si muovono
molto velocemente.
La relativita’ speciale
– Nessun corpo (oggetto) puo
muoversi con una velocita’
maggiore della luce
– La massa rappresenta una forma
di energia
E = m c2
La relativita’ generale
– Comprende gli effetti della forza
di gravita’; descrive l’espansione Einstein nel 1905, all’eta’ di 26 anni
dell’Universo, i buchi neri, etc.
F. Goya Cronos che devora i suoi figli 1888
Escher, Relativita’ 1953
Escher, Salita e discesa 1960
Les Demoiselles
d'Avignon:
Picasso's 1907
excursion into
a fourth dimension
Il “Cubismo” è una corrente pittorica
nata nel 1908
che si prefigge la rappresentazione della
quarta dimensione.
Un esempio è il ritratto di Ambroise
Vollard, nel quale la minuta
sfaccettatura dei piani e la loro
disposizione secondo molteplici punti di
vista, ci danno una rappresentazione
della realtà
in modo integrale: le persone sono sentite
nella loro
essenza volumetrica e nel loro
<<esistere>> nello spazio.
Pablo Picasso- Ritratto di
Ambroise Vollard (1909-1910)
olio su tela cm 92x65
Mosca - Museo Puškin
L’arte cubista ci può far
pensare a un linguaggio
espressivo astratto, in
realtà i cubisti vogliano
rappresentare la realtà in
modo oggettivo e integrale
superando i parametri
della geometria euclidea e
della prospettiva
geometrico-lineare. Alle tre
dimensioni cartesiane (x,
y, z), fisse e immutabili,
aggiungono l’elemento
tempo che consente di
conoscere in modo
completo la realtà e di
rappresentare lo spazio
prescindendo la visione
soggettiva del singolo e il
punto di vista unico.
Max Weber – La quarta dimensione
Girl in a chair
Picasso's 1907
indagine nella
quarta dimensione
The Persistence of memory, Salvador Dali, 1931
Domingo Cristo Hypercubus, Salvador Dali 1954
Descrive il comportamento di
“oggetti” molto piccoli
Principio di indeterminazione
di Heisenberg:
-
Tanto piu’ precisamente conosciamo
la posizione di un oggetto, tanto
meno precisamente conosciamo il
suo impulso
Per la descrizione di oggetti
come l’atomo, e/o ancora piu’
Heisenberg nel 1925, all’eta’ di 24 anni
piccoli (particelle), c’e’
bisogno della meccanica
quantistica.
Complementarità e figure ambigue
MQ: “teletrasporto” -> realta’
Definizione “naïve”: scomparsa di un oggetto da una
posizione e simultanea ricomparsa del medesimo
oggetto in altra posizione dello spazio (trasferimento
senza moto intermedio)
Che cos’e’ il teletrasporto?
Scomporre un oggetto in un punto e
ricomporlo in un altro punto, magari su
un'altra galassia.
Ciò che viene trasferito, in realtà, non è la
materia che compone l'oggetto, ma la
sua "informazione", ossia tutte le
proprietà delle particelle che lo
compongono.
• Ma non e’ un “Fax": "Un fax produce una copia
che è facile distinguere dall'originale mentre
un oggetto teletrasportato è indistinguibile
anche in linea di principio. Inoltre, nel
teletrasporto, l'originale viene
necessariamente distrutto". Citazione da Prof.
Zeilinger, uno degli scienziati che ha
realizzato il teletrasporto in laboratorio.
• L’altro scienzialto che lo realizzato è il Prof.
Francesco De Martini, presso l’Università LA
Sapienza di Roma
Marte:
ALICE
A
Luna:
BOB
2 fotoni nello stato
H
A
V
B
V
A
H
B
B
F.Riggi, Microcosmo e macrocosmo, Vacanze studio Gennaio 2002
L’atomo all’inizio del ‘900
L’atomo di Thompson
L’atomo quantistico
L’atomo di
Rutherford e
Bohr
Il nucleo oggi
La struttura del nucleo
Leptons
Quarks
Fermions
Bosons
u c t g
d s b g
up
down
charm
top
strange bottom
gluone
fotone
ne nm nt W
e-neutrino m-neutrino t-neutrino
e m t
elettrone
muone
tau
bosone
Z
bosone
Higgs
Boson
?
Creation (Michelangelo Buonarroti, 1475 - 1564)
La Storia dell’Universo
Nel principio di Primo Levi
Fratelli umani a cui è lungo un anno,
Un secolo un venerando traguardo,
Affaticati per il vostro pane,
Stanchi, iracondi, illusi, malati, persi:
Udite, e vi sia consolazione e scherno:
Venti miliardi d'anni prima d'ora,
Splendido, liberato nello spazio e nel tempo,
Era un globo di fiamma, solitario, eterno,
Nostro padre comune e nostro carnefice,
Ed esplose, ed ogni mutamento prese inizio.
Ancora, di quest'una catastrofe rovescia
L'eco tenue risuona dagli ultimi confini.
Da quell'ultimo spasimo tutto è nato:
Lo stesso abisso che ci avvolge e ci sfida,
Lo stesso tempo che ci partorisce e travolge,
Ogni cosa che ognuno ha pensato,
Gli occhi di ogni donna che abbiamo amato,
E mille e mille soli, e questa
Mano che scrive.
Le narrazioni contenute in questo libro sono nate dalla
libera immaginazione di Italo Calvino; ma sono anche
storie basate su ipotesi teoriche, avanzate dalla scienza
per dare una spiegazione sull'origine del nostro mondo,
compreso nel sistema solare e dentro una galassia. I
racconti sono così divisi: quattro storie sulla luna,
quattro sul sole, sulle stelle e le galassie, quattro
sull'evoluzione e quattro sul tempo e lo spazio. Furono
pubblicati per la prima volta fra il 1965 e il 1967,
quindi prima dello sbarco dell'uomo sulla luna.
Le Cosmicomiche non appartengono alla categoria dei
libri fantascientifici, perché la fantascienza ha come
argomento eventi che si ipotizza possano accadere in
futuro. Non si tratta dunque di un libro "storico" e
neppure "contemporaneo". Italo Calvino rappresenta
nei suoi scritti un periodo pre-terrestre e pre-umano.
Egli spiega la teoria dell'origine dell'universo, in
costante divenire, e le prospettive di una sua probabile
fine. Dietro a questo libro occhieggiano le conclusioni
della fisica teorica, le moderne osservazioni
astronomiche e calcoli matematici infiniti. Queste storie
di Calvino sono affascinanti, come i miti cosmogonici
di popoli dell'antichità.
G. De Chirico, Sole sul cavalletto, 1973
Brahe visualizza su uno schermo i risultati
dell’esperimento in forme luminose, geometrie che non
sembrano avere una natura, una caratterizzazione diversa
dalle apparizioni che sono proprie dell’artista: “dal buio
si formava sul monitor prima una cornice col numero
della serie, il tempo, la sigla dell’esperimento, poi da
destra e da sinistra entravano linee rapidissime, alcune
collidenti al centro dove l’impatto generava altre linee
continue o tratteggiate, curve e parabole e ellissi e
piccoli vortici attorcigliati su se stessi. Tutto restava così
per qualche istante, bloccato, accaduto; poi tutto
spariva di nuovo.”
In modo simile Epstein descrive le sue visioni di fuochi
d’artificio: “Linee traccianti, entravano dal basso nel
riquadro del cielo buio, esplodevano in alto con un
boato perforante, si divaricavano in un punto dove la
materia diventava luce.”
Epstein che rifiuta il meccanismo artificiale della
scrittura e che si abbandona a una frammentazione della
realtà prossima all’impressionismo informale del tardo
Monet, esprime l’esigenza di Del Giudice di accordarsi a
una visione del mondo coerente con i progressi e le
scoperte scientifiche, attraverso un linguaggio, un uso
delle immagini e delle parole mai scontato. Scardinare la
lingua, forzare le parole alla descrizione precisa: parole
che sono sempre strumento di conoscenza dell’ignoto, in
grado di penetrare la parete impenetrabile, di forzare la
porta chiusa, di infrangere il vetro di separazione. In
questo caso tra fisica delle particelle e vita.
Così la narrazione procede per descrizioni precise del mondo della
fisica sperimentale: “Passarono velocemente tra gli scaffali di ricami
per il vuoto spinto, con tubi isolanti, giunti in lega, giunti ruotanti,
labirinti, sbarramenti gassosi, valvole di regolazione criogenetica per
temperature dell’elio liquido; attraversarono la vasta offerta di lamine
per i magneti di focalizzazione e i magneti di curvatura; superarono
anche i ripiani con i tubi di potenza e i klystrons e le piastre di niobium
per le cavità supercondutttrici (…)”.
CERN
e
Athena
Dall’annichilazione di 0.5 g di materia con 0.5 g di
antimateria risulta l’energia equivalente con quella della
bomba nucleare che ha distrutto Hiroshima
2
E=mc
Pero’….al CERN produciamo ~ 107
antiprotoni al secondo; in un grammo di
antimateria (anti-idrogeno) ci sono 6x1023
antiprotoni.
Risulta che per avere 1g di antimateria ci
servono 6x1016 secondi, ovvero 2 miliardi
di anni!
Piu’ problemi tecnici….
Autori -> oggetto di studio I FISICI
I FISICI
di Fredrich Dűrrenmat
Nella pièce si narra di un fisico nucleare che si fa internare in un
ospedale psichiatrico per rendersi irreperibile ed evitare di
divulgare le sue scoperte.
Lo seguono, fingendosi anch'essi pazzi, un agente segreto americano che
fa finta di credersi Newton e una spia comunista che dice di credersi
Einstein. È lo spunto per un'opera esilarante sui rapporti tra ricerca
scientifica e potere politico, responsabilità individuali e collettive, lucidità e
follia.
I FISICI
di Fredrich Dűrrenmat
-> LNF, Giugno 2005 (WYP05)
LA SCOMPARSA DI MAJORANA
di Leonardo Sciascia FISICI
La sera del 25 marzo 1938, il fisico Ettore Majorana, una
delle menti più geniali della fisica moderna, parte con il
traghetto da Napoli diretto a Palermo, lasciando due
lettere in cui annuncia la propria "scomparsa". Ma
giunto a Palermo, scrive di distruggere le lettere e
annuncia il proprio rientro a Napoli l'indomani. A Napoli
però non giungerà mai, e di lui si perderanno le tracce.
Sciascia ricostruisce analiticamente la vicenda
attraverso la documentazione recuperata, scopre
ambiguità, reticenze, confuta conclusioni sommarie. Poi
si permette anche una suggestiva interpretazione della
sparizione di Majorana.
Domingo Notaro, Occhio Luce Pluriverso 1980
“Le opere di Notaro mi fanno pensare alle suggestive teorie
della moderna astrofisica, ai “ponti” di Einstein Rosen che
collegano il “buco nero” di un universo al “buco bianco” di un
altro universo, mitica sorgente da cui zampillano rigenerante
materia ed energia. In questo respiro cosmico, in questa
ricerca-scoperta di illimitati orizzonti sta il fascino e la nvita’
di Domingo Notaro”, Carlo Guaraldo
Domingo Notaro, Quasiquasar 1999
Domingo Notaro, Soglia (Threshold) n.2
Bruno Touschek - Frascati
Paula Franzini - La sarabande des quarks I, 2002
Immagine ad albero
impressa in un blocco di
plexiglas dalla scarica
elettrica provocata dalla
nuvola di elettroni iniettati
dal suo interno da un
acceleratore
I misteri del 210 secolo
Perche’ le particelle
hanno massa?
Alla ricerca del bosone di Higgs.
Di cosa e’ fatto l’universo?
Universo = 4%materia + 73%energia oscura
+23%materia oscura
Mare
di Higgs
Alla ricerca della materia ed energia oscura.
La forza di gravita’ che ruola gioca?
Alla ricerca delle supersimmetrie
e delle multidimensioni
Perche’ le particelle compaiono in tre
famiglie? Alla ricerca del “sapore” delle
particelle.
Le particelle note sono veramente
elementari? Alla ricerca di nuove
particelle sub-sub-atomiche.
…
Questioni Aperte
 Le particelle sono veramente puntiformi ?
Teoria delle Stringhe
ulteriore livello
microscopico: particelle
non sono puntiformi, ma
piccoli (10-33 cm) anelli
oscillanti
diversi stati di oscillazione
della stringa 
particelle diverse
Large Hadron Collider
Large Hadron Collider
Nello stesso tunnel di LEP:
4 esperimenti:
- ATLAS, CMS “general pourpuse”
- ALICE ioni pesanti
- LHCb fisica del b
Large Hadron Collider
ATLAS experiment at LHC
Fisica LHC (1)
• Cos'è la massa? Sappiamo come misurarla, ma da cosa è
determinata?
• Qual è l'origine della massa? In particolare, esiste il
bosono di Higgs??
• Qual è l'origine della massa dei barioni? Generando del
plasma di quark e gluonisi verificherà l'origine nonperturbativa di una larga frazione della massa
dell'universo?
• Perché le particelle elementari presentano masse
diverse? In altri termini, le particelle interagiscono con il
campo di Higgs?
Fisica LHC (2)
• Sappiamo ora che il 95% della massa dell‘universo non è
costituita da materia simile a quella che conosciamo da tempo. Di
che si tratta? In altre parole, cosa sono la materia oscura e
l'energia oscura?
• Esistono le particelle supersimmetriche (SUSY)?
• Esistono le extradimensioni previste da vari modelli emersi dalla
teoria delle stringhe? E possiamo "vederle" in qualche modo?
• Quali sono le caratteristiche della violazione CP che possono
spiegare la dissimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi
assenza di antimateria nell'universo?
• Cosa si può conoscere con maggiori dettagli di oggetti già noti
(come il quark top)?
• Verificare sperimentalmente la teoria delle stringhe?
Einstein
“L’esperienza piu’ bella
che possiamo avere e’ il
mistero. E’ l’emozione
fondamentale alla base
della vera arte e della
vera scienza. Chi non sa
cos’e’ e non sa piu’
sognare o meravigliarsi,
e’ come morto, e il suo
sguardo e’ spento.”