In fisica teorica, il principio olografico sostiene che l’universo sia un ologramma tridimensionale che emerge da un universo a due dimensioni. Insomma che la nostra percezione dello spazio a tre dimensioni sarebbe illusoria, il che non è una novità se si pensa alle teorie che sostengono che viviamo in quattro o addirittura in undici dimensioni. Ma l’impatto che ha sulla nostra immaginazione è molto diverso: infatti da un universo a più dimensioni, nel caso del principio olografico ci si “riduce” a una mera bidimensionalità, quasi fossimo personaggi che emergono dai fogli di un libro o – peggio – da un programma di computer… un vero e proprio “olodramma”, se mi perdonate la battuta!
C’è un articolo molto interessante a questo proposito sul numero di Le Scienze di aprile, che occupa anche la copertina L’universo quantistico e che descrive l’esperimento del gruppo di ricerca di Craig Hogan al Fermi Lab che potrebbe avvalorare questa teoria. «L’esperimento di Hogan è un aggiornamento ad alta tecnologia del famoso esperimento dell’etere di fine Ottocento» di Michelson e Morley, si legge sulla rivista, quindi l’argomento può essere portato anche in classe come approfondimento e collegare così la storia della scienza con le ultime frontiere della ricerca scientifica. L’aspetto affascinante è che questa idea, che può apparire così lontana dalla nostra immaginazione, possa essere effettivamente messa alla prova sperimentale. Vedremo!! In un dossier di Torinoscienza dedicato ai buchi neri, c’è una breve pagina intitolata Universi come ologrammi e altre stranezze che passa brevemente in rassegna le ultime teorie e i legami fra di esse.
Per quanto riguarda invece la tecnica dell’olografia in fisica (che crea un’immagine tridimensionale su una lastra fotografica per interferenza di due fasci di luce coerente), ho trovato in rete una pagina del Liceo scientifico Copernico di Bologna che la descrive nei particolari.
Sempre per restare alle ultime novità della ricerca in questo campo, vi segnalo l’articolo Ologramma di un neurone sulla tecnica che permette di creare una mappa dettagliatissima dei neuroni e Ologrammi colorati in luce bianca su ologrammi multicolori ottenuti da luce normale.
Si chiama Gabriele Giordano, è uno studente di 16 anni appassionato di fisica e ha un blog dal titolo incoraggiante: Era futura. Ha partecipato al carnevale della Fisica di gennaio con un bell’intervento sul Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo di Galileo. Il suo blog è molto interessante, lo consiglio a tutti, docenti e studenti, perché riporta notizie curiose su vari argomenti, scritte in maniera accurata e documentata. Qualche esempio? La news sul nuovo video della Nasa di piccoli esperimenti di fisica sulla Stazione spaziale internazionale con l’annuncio di un nuovo video game che uscirà il 22 marzo; il bellissimo pezzo sui materiali ferrofluidi con i video delle loro sculture; fra i post più popolari vale sicuramente la pena di informarsi su una bottiglia di plastica che “riempita con un litro d’acqua purificata e alcuni tipi di candeggina, potrebbe servire come una lampadina per alcune delle milioni di persone che vivono senza elettricità”…
Gli argomenti trattati passano dall’astronomia e dalla esplorazione spaziale fino alla fisica quantistica e alle nanotecnologie; molto divertenti e istruttivi anche gli esperimenti originali nei quali Gabriele Giordano ogni tanto si immerge (“questione di occhiali” oppure “tribus digitis”).
Il motto del blog è tratto da George Gamow “La curiosità uccide i gatti, la curiosità crea gli scienziati”. Curiosità e capacità non mancano di sicuro a questo giovane blogger, quindi quello che si può concludere – e che è anche un mio personale augurio – è di vedere un giorno tutte queste promesse trasformarsi in un ottimo scienziato!
P.S. Il blog di Gabriele Giordano mi ricorda un altro sito, fondato nel 1999-2000 da uno studente di 14 anni e che è ancora attivo: La mela di Newton. Vincitore di tre premi internazionali, il blog contiene articoli e approfondimenti su scienza e tecnologia e ha anche una sezione dedicata agli insegnanti e alla didattica.
Sono passati esattamente 15 anni: il 25 gennaio 1997, Franco Pacini tenne una lezione dal titolo “L’universo violento” agli studenti del Master in comunicazione della scienza della Sissa di Trieste e io ero fra quelli. Per fortuna ho ancora gli appunti, che ripercorrono il suo discorso, che partiva dalle supernove, dalle stelle di neutroni e arrivava ai buchi neri: ho annotato alcune sue frasi «una tonnellata di densità per centimetro cubo significa: prendi con un cucchiaino un po’ di terra e questa pesa una tonnellata!», «un millesimo di millimetro è l’altezza delle montagne più alte possibili sulle stelle di neutroni», «una pulsar è come un faro che gira», «il nucleo delle galassie è l’espressione più cospicua di quello che viene detto l’universo violento»… frasi che colpiscono l’immaginazione e allo stesso tempo spiegano molto bene i concetti. Pacini, che è mancato il 26 gennaio all’età di 72 anni, oltre a essere direttore dell’Osservatorio astrofisica di Arcetri e professore ordinario all’Università di Firenze, era infatti un maestro della divulgazione della scienza.
Concluse la lezione parlando di due progetti ai quali partecipava anche l’Italia per costruire telescopi, uno sulle Ande e l’altro (il Large Binocular Telescope) in Arizona sul monte Graham, che essendo una montagna sacra, aveva scatenato un coro di proteste da parte degli Apache e anche degli ambientalisti. L’opposizione degli indiani d’America era ancora comprensibile, catalogabile come un altro esempio di scontro fra istanze religiose e attività scientifica, ma quella degli ambientalisti è un caso molto curioso. Andando a fondo nella questione però, Pacini ci spiegò che la preoccupazione degli ambientalisti era nei riguardi di una specie protetta che viveva sulla montagna, lo scoiattolo rosso, che temevano venisse disturbato dai lavori di costruzione del telescopio e dal traffico successivo dei visitatori e rischiasse di conseguenza l’estinzione. In Italia anche Lega Ambiente, Amici della Terra e le sezioni italiane di WWF, Greenpeace, Survival International hanno aderito alle campagne di protesta contro la costruzione dell’Osservatorio, fino al punto da formulare una proposta di legge per spostare i lavori su un altro sito (trovate la bozza a questo indirizzo).
Su Wikipedia ho trovato altre informazioni sulla vicenda: «Gli astronomi e il personale che lavora presso l’osservatorio ha dovuto fronteggiare le proteste (e addirittura aggressioni fisiche) oltre a tentativi di sabotaggio, anche se la maggior parte delle contestazioni è stata del tutto pacifica. Per placare gli animi, è stato inventato uno speciale permesso scoiattolo, che deve essere ottenuto da chiunque voglia visitare l’osservatorio per sopralluoghi o semplici visite turistiche».
Mi sembrava una storia curiosa da raccontare, anche per dare una testimonianza di come il lavoro degli astrofisici debba fronteggiarsi “a terra” con problemi quotidiani di tipo sociale ed economico. Insomma, per potersi occupare delle stelle (uno dei lavori più affascinanti del mondo) si devono comunque sbrigare “faccende” terrene e non sempre il lavoro dell’astrofisico risulta “ecologico”.
Franco Pacini è stato ricordato in molti articoli, vi segnalo quello di Marco Malaspina sul notiziario on line dell’Istituto nazionale di astrofisica.
(la foto è tratta dalla sezione Multimedia di quotidiano.net )
Non ho potuto non cedere alla tentazione di scrivere questo post dopo aver letto l’interessantissimo resoconto di Teresa Celestinodella sua settimana a Grenoble. Ebbene sì, oggi parlerò di neutroni, anche perché credo che a tutti gli insegnanti di Fisica sia successo di ricevere nei giorni scorsi la seguente domanda “prof: i neutrini e i neutroni? Che differenza c’è?” soprattutto nelle prime classi.
Materiale didattico on line
Ho pensato di reperire in rete un po’ di materiale didattico utile allo scopo e soprattutto di facile consultazione (brevità inclusa).
Per cominciare ecco una pagina web sui neutronia cura dell’Infn (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che distingue fra neutroni termici, lenti, veloci e ad alta energia e che riassume i vari tipi di processi nucleari che si possono originare dall’interazione di un nucleo con un fascio di neutroni (compresa la fissione nucleare). Poi passerei a una pagina divulgativa di taglio storico sul sito di torinoscienza, che narra del programma di ricerca di Enrico Fermi e Rasetti dopo la scoperta del neutrone da parte di James Chadwick nel 1932, intitolata Fermi e i neutroni lenti. Sui neutroni lenticonsiglio anche la pagina in italianodel sito dell’Università di Chicago dedicato a Enrico Fermi. Sulla scoperta del neutroneè molto utile il breve post del prof. Luigi Pappadà del liceo scientifico “Da Vinci” di Maglie (Le).
Per capire come si generano i fasci di neutroni, consiglio la voce sorgenti di neutroni nella pagina dell’enciclopedia on line di Sapere.it insieme alla pagina web di Daniele Pontiroli, ricercatore presso il dipartimento di Fisica dell’Università di Parma.
Per una sintesi in italiano sulle tecniche di diffrazione di neutroni, elettroni e radiazione di sincrotrone mi affido alla pagina del progetto francese di mineralogia “Euromin”.
Immagine: NASA/AEI/ZIB/M. Koppitz and L. Rezzolla
Stelle di neutroni
Dalla biologia molecolare all’astrofisica: eccoci in un balzo (di qualche anno luce) alle stelle di neutroni!
«Questi stranissimi astri sono il risultato dell’evoluzione di stelle di massa pari a qualche volta quella del Sole. Come abbiamo visto, mentre gli strati esterni della stella vengono spazzati via, il nucleo di ferro collassa su se stesso in modo violento.
Nelle stelle piccole, la contrazione del nucleo cessa quando la pressione degli elettroni all’interno diventa così forte da controbilanciare la pressione degli strati esterni; ma nella nostra stella la pressione è troppo grande: il collasso prosegue fino a modificare addirittura la struttura degli atomi al suo interno!» così si legge sulle belle pagine del Planetario virtualedell’Osservatorio astronomico di Padova.
«La materia che forma le stelle di neutroni è così densa che il contenuto di un cucchiaino da the peserebbe decine e decine di milioni di tonnellate» dal seguente dizionario on line.
Per agganciare l’attualità (e l’immagine che ho inserito in questo post) si possono vedere gli studi di simulazione al computer sulla collisione fra stelle di neutroni nel seguente video: “Lo studio ha realizzato la più ampia modellizzazione del fenomeno mai compiuta – che ha richiesto ben sette settimane di tempo macchina su uno dei più efficienti supercomputer, quello dell’Albert Einstein Institut (AEI) a Potsdam – in Germania – che ha permesso di ricostruire i primi 35 millisecondi di questo tipo di catastrofe cosmica.
La ricerca – pubblicata sulle Astrophysical Journal Letters – è stata diretta e condotta principalmente dagli italiani Luciano Rezzolla, direttore di ricerca al Max-Planck-Insitut per la fisica gravitazionale, Bruno Giacomazzo, attualmente all’Università del Maryland, a College Park, e Luca Baiotti, all’Università di Osaka” (aprile 2011). Il video è in inglese, per non perdere l’esercizio
Infine un’altra notizia molto interessante che risale al mese di febbraio: l’ Inaf-Ifsi (Istituto Nazionale di Astrofisica / Istituto di fisica dello Spazio Interplanetario) di Roma ha realizzato un rivelatore di neutroni “portatile” che si monta in appena due ore! Per ora serve alla rivelazione dei raggi cosmici, ma le sue applicazioni potrebbero interessare sia il campo medico sia quello del controllo ambientale della radioattività. Per noi docenti è un’ottima notizia: potremmo avere, in un futuro forse non così lontano, perfino un rivelatore di raggi cosmici in laboratorio, per uso didattico: non male come prospettiva! Ulteriori informazioni in questo articolo.
Fra le tantissime notizie degli ultimi mesi, ho scelto la scoperta di “bolle magnetiche” ai confini del sistema solare. Sarebbe infatti questa la forma del campo magnetico solare rilevato dalle sonde Voyager. Ho letto la notizia sul notiziario on line dell’Inaf (Istituto nazionale di astrofisica) il 10 giugno. I dati dei satelliti contraddicono il modello teorico attuale, che prevede che le linee di forza del campo magnetico solare siano regolari a quelle distanze… mentre sembrano invece comportarsi come bollicine di spumante, che si originano e si disperdono in modo caotico!
Ecco una notizia interessante che integrerà le mie lezioni sul campo magnetico…
In fisica teorica, il principio olografico sostiene che l’universo sia un ologramma tridimensionale che emerge da un universo a due dimensioni. Insomma che la nostra percezione dello spazio a tre dimensioni sarebbe illusoria, il che non è una novità se si pensa alle teorie che sostengono che viviamo in quattro o addirittura in undici dimensioni. Ma l’impatto che ha sulla nostra immaginazione è molto diverso: infatti da un universo a più dimensioni, nel caso del principio olografico ci si “riduce” a una mera bidimensionalità, quasi fossimo personaggi che emergono dai fogli di un libro o – peggio – da un programma di computer… un vero e proprio “olodramma”, se mi perdonate la battuta!
l’annuncio di un nuovo video game che uscirà il 22 marzo; il bellissimo pezzo sui 
