• In evidenza

"Animal Physics Alla scoperta della fisica nel regno animale"
ECCO I RISULTATI DEL CONCORSO DI SCIENZAPERTUTTI INFN PER LE SCUOLE

Oltre 700 studenti e studentesse, 200 squadre, da circa 100 scuole si sono sfidati nel concorso annuale per le scuole secondarie realizzato dal progetto dell'INFN ScienzaPerTutti.
Dal panda al gambero pistola, dal gatto alle megattere, gli animali di cui avete scoperto la fisica sono moltissimi!

Ringraziamo calorosamente tutti i partecipanti e tutte le partecipanti a questo concorso, avete fatto un ottimo lavoro! 
Complimenti a tutte e tutti!

• In evidenza
• ciclotroni

Fixed-Field Alternating-Gradient Accelerators: questo è il tipo di acceleratori di vorrei conoscere il funzionamento in particolare come avviene la distribuzione del flusso magnetico e dell'uso della radiofrequenza. Ho trovato in un articolo una applicazione di questo principio in apparecchiatura usata per radiografie industriale ed indagini non-distruttive. Vorrei allegare l'articolo ma non so come farlo in questa vostra piattaforma .

Caro lettore,

In un acceleratore circolare all’aumentare dell’energia delle particelle diminuisce la curvatura della traiettoria nei magneti curvanti e aumenta la lunghezza focale dei magneti focheggianti.
quindi ci sono due tipi base di acceleratore:
Il Ciclotrone nel quale il campo magnetico rimane costante e si lascia che il fascio diminuisca la sua curvatura nei magneti generando una traiettoria a spirale con raggio piccolo ad energia bassa e sempre più grande all’aumento dell’energia. Senza particolari accorgimenti il focheggiamento è sempre più debole e il fascio di particelle tende ad allargarsi. L’accelerazione è data da un campo elettrico alternato applicato fra gli elettrodi immersi nel campo dipolare. La frequenza del campo elettrico è costante e deve essere soddisfatta la condizione di sincronismo (quindi funziona bene per particelle non relativistiche)

Il Sincrotrone nel quale si fa variare il campo dei magneti per mantenere la curvatura e il focheggiamento uguali; quindi la traiettoria è circolare e la dimensione del fascio rimane costante.
L’accelerazione è dovuta ad un campo elettrico longitudinale fornito da una cavità a radiofrequenza di frequenza pari ad un multiplo di giro.
La velocità di variazione del campo è limitata dall’induttanza dei magneti.
La configurazione FFAG Fixed Field Alternating Gradient è pensata per avere il campo magnetico fisso come nei ciclotroni (FF), che permette una accelerazione più rapida, e allo stesso tempo un gradiente alternato che focheggi meglio il fascio (AG) all’aumentare dell’energia.
Il focheggiamento avviene introducendo un effetto di focheggiamento di bordo su un lato del magnete tagliando il polo del magnete non perpendicolare alla traiettoria del fascio così le particelle avranno una deflessione verticale dipendente dalla distanza verticale con relativo effetto di focheggiamento.

Nonostante l’idea dei FFAG sia degli anni ’50, questi acceleratori si stanno sviluppando adesso per la precisione con cui si possono calcolare e realizzare i magneti necessari che sono molto critici.
Per acceleratori di bassa energia a fascio estratto, che quindi non hanno magneti enormi, e che richiedono un’alta frequenza di ripetizione per essere efficienti nel loro uso applicativo l’utilizzo di questa tecnologia sembra promettente.

Andrea Ghigo, fisico

• In evidenza

Chiacchiere di fisica di Stefano Marcellini

Produrre antimateria per distruggere il mondo 

Nel romanzo Angeli e Demoni di Dan Brown un complotto mira a distruggere il Vaticano utilizzando dell’antimateria prodotta al Cern di Ginevra. Romanzi a parte: veramente al Cern producono antimateria? E è pericoloso? 

Al Cern, effettivamente, fra i vari esperimenti ce ne sono alcuni che producono antimateria. O meglio, producono singoli atomi di anti-idrogeno per studiarli, e per capire se hanno qualche proprietà che li distingua dai normali atomi di idrogeno, tipo – metti caso – che cadano in modo diverso sotto l’effetto del campo gravitazionale. Dal punto di vista scientifico sarebbe una scoperta fantastica! 

Ma sarebbe possibile produrre grandi quantità di antimateria da costituire un pericolo?  Per rispondere a questa domanda basti dire che in tutta la storia della fisica delle particelle al Cern, la quantità di antimateria prodotta finora è una decina di miliardesimi di grammo, appena sufficienti per alimentare una lampadina da 60 W per 4 ore. Un po’ poco per distruggere il mondo! 

• In evidenza

I numeri della fisica di Danilo Domenici

93 miliardi di anni luce

Il diametro dell’universo osservabile. Le ultime misure stimano che l’universo abbia un’età di 13,8 miliardi di anni. Se questo fosse statico l’oggetto osservabile più distante sarebbe posto a 13,8 miliardi di anni luce da noi. Ma l’universo si sta espandendo, quindi l’orizzonte osservabile è molto più grande. Noi riceviamo in questo momento la radiazione emessa da una sorgente 13,8 miliardi di anni fa, ma nel frattempo quella sorgente si è allontanata a causa dell’espansione dello spazio e si trova ora a 46,5 miliardi di anni luce. Quindi tutto l’universo osservabile dalla Terra è contenuto in una sfera di 93 miliardi di anni luce di diametro. Ciò che si trova fuori da questa sfera si sta allontanando da noi ad una velocità maggiore di quella della luce, e non potremo mai ricevere alcun segnale proveniente da questa regione.

250000 km/s

250000 km/s è la velocità della luce nell’acqua, circa il 20% minore rispetto a quella nel vuoto, 299 792 458 km/s, che rappresenta un limite irraggiungibile per qualsiasi oggetto dotato di massa. Ciò non impedisce però ad una particella che si muove nell’acqua di viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce in quel mezzo. Se la particella è carica in questo caso si ha l’effetto Cherenkov, cioè l’emissione di luce visibile lungo la traiettoria della particella. La luce Cherenkov è ad esempio visibile all’interno dei reattori nucleari, dove le particelle di alta energia emesse dalla fissione dell’uranio attraversano l’acqua di raffreddamento che circonda il combustibile. Nella fisica delle particelle l’effetto Cherenkov è invece usato in appositi rivelatori per identificare le particelle, discriminando per esempio un muone da un pione.

50000 ore

Le luci di Natale che abbelliscono le nostre città sono da qualche anno costituite da LED, o Light Emitting Diodes. Si tratta di dispositivi optoelettronici composti di materiali semiconduttori, come il silicio, che emettono fotoni quando sono attraversati da una corrente elettrica. Possono durare fino a 50000 ore ed emettono il 90% dell’energia come luce visibile, mentre una lampadina a incandescenza ha una durata di 1000 ore e converte solo il 10% dell’energia in luce, sprecando il resto in calore. Per questo i LED sono molto efficienti e brillanti: un LED da 10 Watt fornisce la stessa quantità di luce di una lampadina da 60 Watt. 

Per decorare un albero di Natale con un filo luminoso da 500 LED bastano 5 Watt. Considerando di tenerlo acceso 10 ore al giorno per tutto il periodo delle feste, si spendono solo 0,3 €!   

24 anni

La presenza continua dell'umanità nello spazio a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. 

La ISS è stata inaugurata il 2 novembre 2000. Da allora 72 missioni spaziali hanno portato esseri umani a bordo e da 2 a 7 persone hanno abitato contemporaneamente la stazione per periodi fino a 6 mesi, per un totale di 273 astronauti provenienti da 21 paesi del mondo. 

La ISS viaggia ad una velocità di circa 28000 km/h su un’orbita di 400 km di raggio compiendo 15 giri e mezzo interno alla Terra in 24 ore.  

100mila tonnellate

La massa del Sole che ogni secondo viene trasformata in energia. 

La nostra stella ha una massa totale di 2 x 10³⁰ kg, pari al 99.86% della massa dell’intero Sistema Solare, ed è composta per ¾ da idrogeno e ¼ da elio. Operativi dal 1987, sono i laboratori di ricerca sotterranei più grandi e importanti del mondo. Le 3 sale lunghe 100 m che li compongono sono poste proprio sotto il massiccio del Gran Sasso e vi si accede attraverso il traforo dell’autostrada Roma-L'Aquila-Teramo. Questa caratteristica unica riduce moltissimo il flusso di raggi cosmici normalmente presente in superficie e permette di studiare fenomeni fisici molto rari, come la materia oscura o i neutrini. Inoltre, garantisce condizioni ambientali costanti tutto l’anno, con una temperatura di 7 °C e un’umidità relativa del 100%. I ricercatori dei laboratori organizzano periodicamente delle visite guidate agli esperimenti sotterranei prenotabili dal sito dei LNGS.  

1400 metri

Lo spessore di roccia che immerge i Laboratori Nazionali del Gran Sasso nel silenzio cosmico. 

Risale al 1971 l’Intel 4004, il primo microprocessore che integrava su un solo circuito integrato una CPU (Central Processing Unit) una RAM (Random Access Memory) e una ROM (Read-Only Memory). Questa architettura permise di abbattere i costi di produzione e diede inizio alla rivoluzione informatica. 

Ideato dal fisico italiano Federico Faggin, all’epoca progettista della Intel, aveva una superficie di pochi cm2 e una potenza di calcolo superiore a quella dei computer degli anni ‘40 che occupavano intere stanze. 

Da allora il numero di transistor dei microprocessori ha seguito la legge di Moore che ne prevede il raddoppio ogni 18 mesi. Oggi un processore conta fino a 60 miliardi di transistor.  

2300 transistor

Il numero di transistor del primo microprocessore nella storia dell’informatica. 

Risale al 1971 l’Intel 4004, il primo microprocessore che integrava su un solo circuito integrato una CPU (Central Processing Unit) una RAM (Random Access Memory) e una ROM (Read-Only Memory). Questa architettura permise di abbattere i costi di produzione e diede inizio alla rivoluzione informatica. 

Ideato dal fisico italiano Federico Faggin, all’epoca progettista della Intel, aveva una superficie di pochi cm2 e una potenza di calcolo superiore a quella dei computer degli anni ‘40 che occupavano intere stanze. 

Da allora il numero di transistor dei microprocessori ha seguito la legge di Moore che ne prevede il raddoppio ogni 18 mesi. Oggi un processore conta fino a 60 miliardi di transistor.  

14 isotopo del carbonio

14 è la massa atomica dell’isotopo del carbonio usato per datare le opere d’arte e i reperti archeologici. Gli esseri viventi rappresentano una fotografia del carbonio presente nell’atmosfera, che fissano con la respirazione o la fotosintesi. Quando muoiono il C-14 contenuto nel loro organismo inizia a diminuire secondo la legge del decadimento radioattivo, che in questo caso prevede che il numero di nuclei si dimezzi ogni 5730 anni. Per datare un reperto di origine organica gli scienziati separano e contano gli atomi di C-14 attraverso tecniche di fisica nucleare. Confrontando questo numero con la concentrazione di carbonio nell’atmosfera si ricava il tempo necessario a raggiungerlo, cioè l’età in cui le cellule presenti hanno smesso di vivere. 

0,0000000003 secondi

I fotoni sono le particelle di cui è composta la luce, e non hanno massa. Mentre le normali particelle aumentano o diminuiscono la loro velocità in base alle forze cui sono sottoposte, la velocità dei fotoni dipende solo dal mezzo in cui si muovono. In acqua, per esempio, la loro velocità è di 200,000 km/s. Nel vuoto è di 300,000 km/s e la teoria della relatività ci dice che è un limite che nulla dotato di massa può raggiungere né superare. In ogni caso la velocità della luce è sempre molto alta rispetto agli standard dell’essere umano. Per questo diciamo che questa linea bianca è lunga 10 cm e non 300 picosecondi-luce!

4,6 miliardi di anni

4,6 miliardi di anni fa si è formato il sistema solare.

L’universo esisteva già da 9 miliardi di anni. Probabilmente in questa regione di cosmo era presente un’enorme nube gassosa, contenente idrogeno, elio e altri elementi pesanti formatisi all’interno di una precedente stella e poi espulsi alla fine della sua vita. Un pezzo di questa nube ha iniziato a un certo punto a collassare per effetto della gravità, formando un disco proto-planetario. Al centro del disco la densità del gas era sufficientemente alta da innescare reazioni di fusione nucleare e accendere una stella di media grandezza, che avremmo chiamato Sole. Nella periferia gli atomi si ammassavano in migliaia di corpi più piccoli che scontrandosi andavano a formare pianeti, asteroidi, comete.

-273 °C

Secondo le leggi della fisica esiste una temperatura minima alla quale può trovarsi la materia: lo zero assoluto. Zero Kelvin (0 K), pari a –273,15 °C.

Nel caso di un gas la temperatura assoluta misura la velocità media degli atomi, e questa non può mai essere nulla poiché violerebbe il principio di indeterminazione di Heisenberg, secondo il quale non possiamo determinare con infinita precisione la velocità e la posizione di una particella: un atomo non può quindi essere fermo. Anche gli atomi legati nella materia non sono fermi, ma si agitano sempre intorno alla loro posizione.

Il gas intergalattico nei più lontani angoli dell’universo si trova ad una temperatura di 2,725 K, per effetto del calore residuo del Big Bang. La temperatura più bassa mai raggiunta in laboratorio invece è di 38 pK, cioè 0,000000000038 gradi sopra lo zero assoluto.

Pazienti trattati con adroterapia al mondo

L’adroterapia è una forma di terapia per la cura di tumori inoperabili o resistenti alla radioterapia tradizionale. A differenza di questa, che usa raggi X o elettroni, l’adroterapia usa protoni o ioni di carbonio, che rilasciano la loro energia con altissima precisione raggiungendo anche i tumori più profondi, minimizzando i danni ai tessuti sani.

Questa tecnica impiega le conoscenze proprie della fisica degli acceleratori per generare i fasci di particelle, accelerarli all’energia necessaria e infine dirigerli verso il tumore. In Italia ci sono tre centri di adroterapia: a Trento, a Pavia e a Catania.

In tutto il mondo ci sono circa 150 centri, in cui sono stati trattati 300,000 pazienti. Le cellule tumorali uccise grazie all’adroterapia sono più di 10¹⁵.

L'anno in cui Albert Einstein teorizzò le onde gravitazionali

Nel 1916 Albert Einstein previde l’esistenza delle Onde Gravitazionali. L’anno prima aveva completato la teoria della relatività generale, secondo la quale lo spazio ha delle proprie caratteristiche fisiche, determinate dalla presenza di materia, che a loro volta determinano come la materia si muove. Lo spazio si può immaginare come una sostanza elastica, che viene stirata o compressa, e che può essere messa in oscillazione. Le onde risultanti sono le Onde Gravitazionali.

Lo stesso Albert concluse però che sarebbe stato impossibile rivelarle sperimentalmente: troppo deboli. Nonostante questo autorevole parere, i fisici hanno studiato per decenni strumenti per rivelarle, riuscendoci infine nel 2016, proprio 100 anni dopo la previsione di Einstein. 

Gli attuali rivelatori di Onde Gravitazionali sono così sensibili da aver misurato un’oscillazione dello spazio pari a un millesimo del diametro del protone, causata dalla fusione di due buchi neri a 1,5 miliardi di anni-luce dalla Terra!

Percentuale dell'universo di materia conosciuta

Solo il 5% dell’Universo è fatto della materia che conosciamo: per lo più idrogeno ed elio, con una piccola parte di elementi pesanti e neutrini.

Tutto ciò costituisce l’Universo che osserviamo, ma abbiamo ottimi motivi per pensare che non sia sufficiente a generare l’attrazione gravitazionale che tiene insieme le stelle nelle galassie e le galassie negli ammassi. Occorre una quantità di materia 5 volte maggiore, che ovviamente non emette né assorbe radiazione e che chiamiamo per questo Materia Oscura. Probabilmente particelle non ancora note, che risentono della forza gravitazionale e forse di altre interazioni ancora sconosciute. Nella “lista degli ingredienti” dell’Universo occupa il 25% del totale.

Del restante 70% invece non sappiamo praticamente nulla: si tratta dell’energia responsabile del fatto che l’Universo si espande ad una velocità sempre crescente. Non abbiamo ancora capito la sua natura, e l’abbiamo chiamata Energia Oscura.

7600 km di cavi superconduttori

LHC è l’acceleratore più grande del mondo. Per curvare i protoni lungo i 27 km di circonferenza servono magneti superconduttori, fatti di cavi al niobio-titanio raffreddati alla temperatura di 2 K (cioè -275 °C) mediante elio superfluido.

Ci sono 1232 magneti curvanti, lunghi 14.3 m. Al loro interno i 2 condotti dove corrono le particelle sono ricoperti da 160 cavi ciascuno. Facendo il calcolo (1232x14.3x2x160) si trovano 5640 km di cavi. Aggiungendo anche il contributo dei magneti multipolari si arriva alla lunghezza totale di 7600 km di cavi superconduttori.

Ognuno di questi cavi poi, è costituito da 36 trefoli intrecciati, di diametro 0.8 mm, e ogni trefolo ospita 6500 filamenti dello spessore di soli 0.006 mm, cioè 10 volte più sottili di un capello.

Facendo un nuovo calcolo si trova che la lunghezza totale dei filamenti di niobio-titanio in LHC è di quasi 2 miliardi di km, cioè più di 10 volte la distanza tra la Terra e il Sole!  

400.000 miliardi di neutrini

I neutrini sono tra le particelle elementari più misteriose presenti in natura, famosi per la loro abilità nell’attraversare la materia interagendo pochissimo. Sono così elusivi che un muro di piombo dello spessore di 1 anno-luce fermerebbe solamente la metà dei neutrini che lo attraversano.

Nell’Universo viaggiano moltissimi neutrini, prodotti ad esempio nelle reazioni di fusione nucleare che avvengono nei nuclei delle stelle. Il nostro Sole emette 10³⁸ neutrini al secondo, in tutto lo spazio circostante. Pochissimi di questi, dopo aver percorso 150 milioni di km quasi alla velocità della luce, colpiscono la Terra. Eppure, il nostro corpo in media è attraversato da 400 mila miliardi di neutrini ogni secondo! 

La prima fotografia dell'universo

Nel 1964 due fisici americani, Arno Penzias e Robert Wilson, costruirono un’enorme antenna per microonde, con la quale captarono la radiazione residua del Big Bang che permea tutto l’universo. Oggi, grazie ai satelliti, riusciamo ad avere un’immagine molto dettagliata di quella radiazione: è la fotografia più antica dell’universo e risale a solo 380 mila anni dopo il Big Bang. Se l’universo fosse una persona di 70 anni, avremmo la sua foto quando era nato da meno di un giorno.

Le onde elettromagnetiche non riescono a dare un’immagine ancora precedente, perché prima di quell’epoca erano continuamente assorbite dalle particelle cariche. Per andare oltre dovremo usare i neutrini o le onde gravitazionali: con i primi potremmo arrivare a 1 s dopo il Big Bang, mentre con le seconde arriveremmo addirittura all’epoca dell’inflazione cosmica, appena 10−33 secondi dall’inizio dell’Universo!

Universi Possibili

La teoria delle stringhe cerca di conciliare la meccanica quantistica e la relatività generale in un unico modello matematico, secondo il quale i costituenti fondamentali dell’universo sarebbero delle piccolissime corde, che vibrando produrrebbero tutte le particelle note: elettrone, protone, neutrino o bosone di Higgs. Un po’ come una corda che vibra produce le diverse note musicali. Inoltre, lo spazio avrebbe 25 dimensioni invece di 3, con le extra-dimensioni arrotolate in uno spazio piccolissimo. Poiché esistono 10⁵⁰⁰ modi diversi di arrotolare le stringhe, la teoria predice 10⁵⁰⁰ possibili universi, ognuno con le proprie particelle, le proprie costanti e le proprie leggi fisiche.

• In evidenza

Animal Physics
Alla scoperta della fisica nel regno animale

La redazione di “ScienzaPerTutti”, progetto dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, bandisce la XX edizione del concorso per le scuole indirizzato a studentesse e studenti che frequentano:  

• il triennio delle scuole secondarie di II grado (1° categoria di concorso).
• il biennio delle scuole secondarie di II grado (2° categoria di concorso);
• la classe terza delle scuole secondarie di I grado (3° categoria di concorso);

Come volano gli uccelli? Come si orientano nello spazio i pipistrelli? E i capodogli? La fisica si nasconde anche dove non ce l’aspettiamo. Nel regno animale sono numerosi gli esempi dei casi in cui fenomeni fisici sono la chiave per alcuni comportamenti, capacità o caratteristiche degli animali. Anche per questo a volte gli animali sono presi dalla Scienza come esempio per sviluppare nuove tecnologie che si basano proprio su questi fenomeni

Scegliete un animale e raccontate come la fisica gli è d’aiuto in un video di massimo 4 minuti, spiegando uno o più fenomeni fisici che entrano in gioco nella sua struttura, capacità o comportamento (nella relazione sociale, nel corteggiamento o nella caccia per esempio). Potete scegliere l’animale e i fenomeni fisici che vi sembrano più interessanti!

**PROROGA** iscrizione gratuita entro il 10 marzo 2025

Invio materiale entro il 11 aprile 2025

locandina

regolamento concorso

link iscrizione

informativa studenti

• In evidenza

Alessandro De Angelis, Prefazione di Fancis Halzen. 

Editore Castelvecchi.

L’universo nascosto.

La nuova astronomia dei raggi cosmici e delle onde gravitazionali

Sono passati quasi quattro secoli da quando Galilei puntò per la prima volta il suo cannocchiale verso il cielo, scoprendo un mondo del tutto inaspettato, e scoperchiando un universo di nuove domande e interrogativi sulla natura dei corpi celesti che nessuno avrebbe potuto immaginare. La nostra comprensione dell’Universo, oggi, non si basa soltanto sulle osservazioni astronomiche, ma utilizza tutti i possibili mezzi che la Natura ci mette a disposizione. Tra questi i raggi cosmici, particelle prodotte da stelle, nuclei di galassie, buchi neri e corpi celesti spesso incredibilmente distanti, che nel loro viaggio attraverso il cosmo intercettano casualmente il nostro pianeta e gli strumenti della ricerca moderna. Ai raggi cosmici, scoperti già agli inizi del secolo scorso, si sono recentemente aggiunte le onde gravitazionali, increspature dello spazio-tempo prodotte da eventi catastrofici come la fusione di buchi neri o lo stesso Big Bang.

Alessandro De Angelis è un fisico delle particelle che da anni si occupa di astrofisica multi-messaggera, ovvero l’insieme dei fenomeni che, pur originando da corpi celesti estremamente distanti, fanno pervenire ai nostri strumenti i loro effetti sotto forma di particelle elementari, radiazioni elettromagnetiche o onde gravitazionali. Nel suo libro Alessandro ripercorre la storia della scoperta dei raggi cosmici, avvenuta ormai un secolo fa, e gli studi che ne sono seguiti, storicamente determinanti nello svelarci l'esistenza e le caratteristiche dello zoo di particelle elementari che oggi studiamo con i più potenti acceleratori.

Ma soprattutto De Angelis ci racconta di come oggi l’astrofisica multi-messaggera ci apra una nuova finestra su fenomeni estremi, a volte incredibilmente energetici e impossibili da riprodurre in laboratorio. Lo studio delle emissioni di impulsi di raggi gamma ad alta energia, delle onde gravitazionali e di particelle provenienti dalle profondità del cosmo, potranno infatti svelarci e aiutarci a comprendere nuovi inaspettati fenomeni, e stupirci come solo la Natura riesce a fare.

(giugno 2024 SxT-letture consigliate)// Stefano Marcellini

• In evidenza

"LA FISICA È SERVITA!”: VIA AL CONCORSO DI SCIENZAPERTUTTI PER LE SCUOLE

La fisica può aiutarci anche in cucina! Ricette, strumenti, tecniche di cottura e procedure corrette, ma anche convinzioni infondate ed errori incredibili. ScienzaPerTutti apre il concorso 2024 per le scuole medie e superiori con il tema “La fisica è servita! Segreti di fisica in cucina”. In questa edizione, gli studenti e le studentesse dovranno scegliere una ricetta e raccontarla in un video di 4 minuti spiegando uno o più processi fisici che entrano in gioco nella procedura, nella tecnica o negli strumenti utilizzati per la preparazione.

-> Scopri il regolamento

• magnetismo
• In evidenza

Ho sentito parlare di un nuovo tipo di magnetismo, più impacchettabile e utile per costruire memorie... gradirei ricevere info in tal senso e sapere come la fisica quantistica giustifichi questi fenomeni.

Caro lettore,

Danilo Domenici, fisico

• In evidenza

Chiacchiere di fisica di Stefano Marcellini

Cosa hanno in comune un bagnino e un raggio di luce? 

Questo esempio purtroppo non l’ho inventato io, ma Richard Feynman, uno che di fisica ne sapeva a pacchi, e la sapeva anche raccontare. 

Siete un bagnino: state lì sulla torretta, e all’improvviso vedete qualcuno in mezzo al mare, in diagonale rispetto alla vostra posizione, che sta annegando. Dovete intervenire nel minor tempo possibile: che percorso seguireste? 

Molti risponderanno: “la linea retta, è il percorso più breve!  

Però attenzione! Deve essere il percorso temporalmente più breve! E quindi sceglierete di percorrere un tragitto più lungo sulla sabbia, dove siete veloci, e più corto in mare, dove siete molto più lenti. Il risultato sarà una linea spezzata che rappresenta il compromesso migliore fra sabbia e mare, in modo da minimizzare il tempo impiegato. 

La luce fa esattamente la stessa cosa quando deve andare da A a B attraversando due mezzi in cui la sua velocità di propagazione è diversa.  La luce sceglie sempre il percorso più veloce possibile, come il bagnino. Il fenomeno che ne scaturisce si chiama “rifrazione”. 

Sei pronto a sfidare le tue conoscenze sulla fisica?

BANG, la nuova APP di quiz di ScienzaPerTutti, è disponibile online! Astrofisica, fisica delle particelle, storia della fisica e la fisica dove meno te l'aspetti... Tanti quiz con due gradi di difficoltà che vi coinvolgeranno in una sfida per fare di voi veri scienziati!

-> https://bangsxt.infn.it/game/

• Poster e Infografiche

- Il modello standard: formato jpg, formato pdf

- Le onde gravitazionali: formato jpg, formato pdf