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I numeri della fisica di Danilo Domenici

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.

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Chiacchiere di fisica di Stefano Marcellini

Viaggiare indietro nel tempo?  

Vorreste fare un viaggio indietro nel tempo, e vedere gli egizi che costruivano le piramidi? O i T-Rex che scorrazzavano? E rivedere il Big Bang?  

Mentre non c’è verso di rivedere gli egizi o i dinosauri, noi possiamo realmente vedere l’Universo a ridosso del Big Bang: basta solo guardare distante! Quando guardiamo un oggetto, infatti, lo vediamo non come è in quel momento, ma come era quando la luce che ci arriva agli occhi lo aveva illuminato e con esso aveva interagito, o da esso era stata emessa. Con la Luna corrisponde a poco più di un secondo, con il Sole 8 minuti, con le galassie distanti, miliardi di anni.  

Grazie a questa incredibile macchina del tempo scopriamo che nel passato remoto le galassie erano mediamente diverse da quelle attuali. Non dobbiamo ipotizzare l'evoluzione dell’Universo: la vediamo! 

E scopriamo che oltre 13 miliardi di anni fa le galassie neanche esistevano, e lo spazio era permeato da onde elettromagnetiche che ci fotografano un universo caldo e uniforme, con solo alcune tenui increspature di densità. In quelle increspature c’è il germe di tutto ciò che verrà poi. In quelle increspature ci siamo anche noi.  

• neutrini
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• supernovae

Buonasera. Vorrei chiedere all'esperto se è vero il fatto che una supernova emette (in termini di rilascio energetico) lo 0,1% di luce e il 99,9% di neutrini? Innanzitutto, se i neutrini sono così impercettibili e schivi, come si fa ad affermare ciò con tanta sicurezza? In secondo luogo, quale processo interviene affinché vi sia una produzione così eclatante di tali particelle?   

Caro lettore,

le supernovae hanno da sempre suscitato interesse nell’uomo, per la loro intensa ed improvvisa luminosità, che le fa apparire come “nuove” stelle nel cielo. In poche settimane una supernova può emettere l’energia che il Sole emette in tutta la sua esistenza. 

Avvistamenti di supernovae risalgono ai primi secoli dopo Cristo. Il loro studio scientifico sistematico inizia invece negli anni ‘30 del 900, soprattutto per merito dell’astronomo svizzero Fritz Zwicky, che conia inoltre il termine “supernova”.  

L’ultima supernova scoppiata nella nostra Galassia si chiama SN1604, ed è stata visibile a occhio nudo per più di un anno, tra il 1604 e il 1605, nella costellazione di Ofiuco, con una luminosità pari a quella di Venere. 

Oggi sappiamo che la supernova è uno dei possibili stati terminali dell’evoluzione di una stella, uno stato altamente instabile che prevede l’emissione di una grande quantità di materia ed energia nello spazio. Ciò è generalmente dovuto alla perdita di equilibro tra l’energia potenziale gravitazionale e l’energia cinetica del plasma di cui è costituita la stella. 

La quantità e il tipo di neutrini emessi da una supernova dipendono fortemente dai processi che la originano. Ne esistono fondamentalmente due: l’accrescimento di nana bianca e il collasso del nucleo. 

Nel primo caso abbiamo le supernovae di tipo Ia. Una nana bianca è una stella di massa inferiore a 1,44 masse solari. Al termine della sua evoluzione, quando il combustibile nucleare è esaurito, questa si mantiene in equilibrio grazie alla pressione degli elettroni degeneri causata dal Principio di Esclusione di Pauli, che non permette a queste particelle di avere esattamente la stessa energia. Le nane bianche sono costituite generalmente da ossigeno e carbonio, elementi pesanti che producono attraverso la fusione di nuclei di idrogeno ed elio. Può accadere che una nana bianca orbiti vicino a una compagna di grande massa alla quale sottrae materia per attrazione gravitazionale. Quando la massa della nana bianca accresce oltre il valore critico di 1,44 masse solari la degenerazione degli elettroni non è più sufficiente a mantenerne l’equilibrio. L’aumento di densità e temperatura del nucleo causano una violenta fusione del carbonio e dell’ossigeno che culmina con la catastrofica esplosione della stella e l’espulsione dell’intera massa nello spazio. L’80% dell’energia viene usata nella nucleosintesi di elementi pesanti, soprattutto nichel e silicio, e nell’accelerazione della materia espulsa. Solo il 5% viene emesso sotto forma di neutrini, generati dal decadimento beta del nichel-56 in cobalto-56. 

Un aspetto molto interessante di queste supernovae è che esse possono essere utilizzate in astronomia come “candele standard”. Poiché le condizioni iniziali da cui si originano sono sempre simili, tutte le supernovae di tipo Ia hanno la stessa luminosità assoluta, pari a 5 miliardi di volte la luminosità del Sole. Quando osserviamo con i telescopi le supernovae in cielo ovviamente la loro luminosità è apparente, poiché dipende dalla distanza a cui si trovano. Conoscere la luminosità assoluta ci permette di stimare la loro distanza. È proprio studiando le supernovae di tipo Ia che nel 1998 abbiamo scoperto che quelle più lontane hanno una velocità di regressione non proporzionale alla loro distanza, portando a ipotizzare l’espansione accelerata dell’universo e l’esistenza dell’energia oscura. 

L’altra famiglia di supernovae sono quelle prodotte dal collasso stellare. Queste si originano a partire da una stella di almeno 9 volte la massa solare. Stelle così grandi riescono a sintetizzare nei loro strati interni tutti gli elementi pesanti fino al ferro. Il nucleo di ferro-56 è il punto di arrivo di tutti i processi di nucleosintesi, poiché ha la minima massa per nucleone. Ciò significa che sintetizzare nuclei più pesanti del ferro non libera alcuna energia. Quindi una stella che arriva a produrre ferro nel suo nucleo non può più sostenere il suo peso con l’energia della fusione nucleare e i suoi strati più esterni collassano sotto la forza di gravità. Se il nucleo di ferro ha una massa minore del limite critico di 1,44 masse solari, la materia rimbalza e all’implosione segue una violenta esplosione della stella: abbiamo una supernova. Se invece il nucleo di ferro è molto massiccio, la forza di gravità impedisce l’esplosione, e tutta la materia stellare cade verso il centro: abbiamo una stella di neutroni o un buco nero. 

L’energia rilasciata da una supernova derivante dal collasso del nucleo è circa 100 volte superiore a quella di una supernova di tipo Ia, ma la sua luminosità è generalmente inferiore, poiché quasi il 100% dell’energia viene prodotto sotto forma di neutrini. 

Conosciamo due processi principali che generano neutrini durante il collasso del nucleo. Nelle prime fasi la densità della stella aumenta sotto il suo peso e gli elettroni vengono catturati dai protoni, creando neutroni e neutrini elettronici, secondo la reazione: 

La densità del nucleo in questa fase è così alta che i neutrini rimangono intrappolati all’interno della stella a causa delle loro continue collisioni con la materia. Quando tutto il nucleo si è trasformato in neutroni le reazioni nucleari rallentano bruscamente causando l’onda d’urto di rimbalzo che crea la supernova e tutti i neutrini vengono espulsi in pochi decimi di millisecondo. È il cosiddetto “neutrino burst” osservato dai rivelatori di neutrini sulla Terra in seguito a esplosioni di supernovae. 

Durante la fase di esplosione la temperatura del plasma stellare aumenta fino a 100 miliardi di gradi Kelvin. Tale temperatura corrisponde a un’energia termica così alta da rendere possibile la creazione di coppie elettrone-positrone, dalla cui annichilazione vengono generare coppie di neutrini: 

A differenza dei neutrini prodotti dalla cattura elettronica, qui abbiamo sia neutrini che antineutrini, di tutti e 3 i sapori: elettronici, muonici e tauonici. 

I neutrini sono sicuramente le particelle più sfuggenti che conosciamo, essendo sensibili alla sola interazione debole. Per fermare un singolo neutrino occorrerebbe uno strato di piombo dello spessore di qualche anno-luce. Ciononostante, nel 1956 siamo riusciti a rivelarli sperimentalmente e da allora abbiamo realizzato molti apparati che hanno studiato in dettaglio queste particelle e le loro reazioni, compresi i neutrini provenienti dalle supernovae. 

La maggior parte dei rivelatori di neutrini sfrutta il processo del decadimento beta inverso, in cui un neutrino (o un antineutrino) viene catturato da un protone e produce un neutrone e un cosiddetto leptone carico: elettrone, muone o tau. Il neutrone rimane legato all’interno del nucleo al quale apparteneva il protone, mentre il leptone carico viene espulso dal nucleo con un’energia cinetica pari a quella del neutrino, lasciando un segnale all’interno del rivelatore che permette di risalire alla presenza del neutrino. C’è una correlazione strettissima tra la carica elettrica del leptone carico, il suo sapore e il tipo di neutrino all’origine della reazione: 

Misurando la carica e il tipo di leptone sappiamo se abbiamo rivelato un neutrino o un antineutrino, e se era di tipo elettronico, muonico o tauonico. 

Oggi esistono decine di rivelatori di neutrini, con i quali abbiamo studiato neutrini provenienti dal Sole, dal nucleo terrestre, dalla Via Lattea e anche da altre galassie. Abbiamo studiato neutrini emessi dalle supernovae e siamo pronti in futuro a rivelarne sempre di più, con apparati ancora più sofisticati. 

Essendo generati all’interno delle stelle, i neutrini sono messaggeri importanti di informazioni riguardanti processi che ancora non conosciamo come vorremmo. Queste informazioni sono diverse e complementari a quelle fornite dalla radiazione elettromagnetica, dai raggi cosmici e dalle onde gravitazionali. L'osservazione coordinata di tutti questi segnali, chiamata “astronomia multi-messaggero", aumenterà la nostra comprensione della fisica alla base di molti eventi cosmologici ancora ignoti e sperabilmente del cosmo stesso. 

Percorso "A caccia di neutrini"

SxT 321 Se una stella è esplosa perché ne vediamo ancora la luce?

Vita e morte di una stella

SxT 536 / Stelle di neutroni

Infografica La vita di una stella

Danilo Domenici, fisico

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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

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"LA FISICA È SERVITA!"
ECCO I RISULTATI DEL CONCORSO DI SCIENZAPERTUTTI INFN PER LE SCUOLE

Oltre 1200 studenti e studentesse, 300 squadre, da circa 100 scuole si sono sfidati nel concorso annuale per le scuole secondarie bandito dal progetto dell’INFN ScienzaPerTutti

Dallo zucchero filato ai popcorn, dalla maionese al burro, in molte ricette si annidano le lezioni di fisica che studenti da tutta Italia hanno proposto negli elaborati per il concorso "La Fisica è servita!"

Selezionare le squadre vincitrici e le menzioni speciali è stato molto complesso ma ci ha dato grande soddisfazione! Ringraziamo calorosamente tutti i partecipanti e tutte le partecipanti a questo concorso, avete fatto un ottimo lavoro!

Tra le 144 squadre iscritte nella prima categoria, dedicata al triennio delle scuole superiori, si sono aggiudicate la vittoria Anna Gabriele, Matilde De Nicola, Ilaria Ottolini e Maggie Francesca Pagani del Liceo Classico, Scientifico e delle Scienze Umane "Bonaventura Cavalieri" di Verbania. A vincere nella seconda categoria, riservata al biennio delle scuole superiori, tra 78 squadre, sono, invece, Aitara Chiara e Zheng Karen del Liceo Angelico Aprosio di Ventimiglia. Infine, per la terza categoria, aperta alle classi terze delle scuole medie, tra 96 squadre hanno vinto Del Bianco Stefania, Damiano Ginevra, Gattolin Simone e Marchio Alessandro dell’IC Ugo Foscolo di Torino.

Per ogni squadra abbiamo selezionato tre squadre che hanno raggiunto il podio e in alcuni casi abbiamo aggiunto delle menzioni speciali per lavori si sono distinti particolarmente dagli altri. Di seeguito riportiamo i video vincitori e l'elenco delle squadre che hanno passato la prima selezione per ciascuna categoria.

Squadre che sono passate in finale

Categoria 1

Physichefs dell’IIS RACCHETTI - DA VINCI di Crema
(Fisica)mente Buono del Liceo Statale "Duca degli Abruzzi" di Treviso
Lorenzos dell’IIS "Da Vinci L. Colecchi O." de L'Aquila
BAM del Liceo Classico, Scientifico e delle Scienze Umane "Bonaventura Cavalieri" di Verbania
McKelvin del Liceo Scientifico Valdemaro Vecchi di Trani
I quantum chef del Liceo Scientifico “E. Amaldi”di Bitetto
Supermario dell’IISS Aldo Moro di Trani
Talepe del LICEO SCIENTIFICO “EDOARDO AMALDI” di Bitetto
GaliChef del Liceo Scientifico "G.Galilei" di Ancona
Quantum Kitchen del Liceo Classico, Scientifico e delle Scienze Umane "Bonaventura Cavalieri" di Verbania
Enigmi stellari del Liceo scientifico "A.Diaz" di Caserta
FOOD BLOGGER dell’IIS "Gobetti - De Libero" di Fondi

Categoria 2

Le fantastiche 5 del Liceo Scientifico "Pietro Paleocapa" di Rovigo
I moti dell'IIS "Enzo Siciliano" Bisignano (CS) di Bisignano
Fisichef delPOLO TECNOLOGICO IMPERIESE (ITI G.GALILEI IMPERIA) di Imperia
Fisicanti chef dell'IIS Copernico Pasoli di Verona
Le grandezze fisiche dell'IIS JEAN MONNET di Mariano Comense
Physics and coffee dell'ITI G.FERRARIS di San Giovanni La Punta
TEAM_COOK_DAVE del LICEO SCIENTIFICO STATALE I.NIEVO di Padova
V Sapientes del Liceo Statale Duca degli Abruzzi di Treviso
LI SCAZZAMURRIEDDRHI dell'IISS "EGIDIO LANOCE" di Maglie

Categoria 3

I degustatori rinomati dell'Istituto Comprensivo "Pietro Vanni" di Viterbo
ICOPPEANO2 dell'I.C. Oppeano di Oppeano
RistoGuiglia dell'Istituto Comprensivo MONTECUCCOLI di Guiglia e Marano s/P di Marano sul Panaro
B.B.S.I. dell'I.C. D.Alighieri Angera di Angera
CheF..orza dell'I.C. BORGARETTO BEINASCO di Beinasco
B and Dabliu V dell'Istituto Comprensivo San Donato di Sassari
John Wood's kitchen dell'Istituto Comprensivo Statale San Giovanni Bosco di Molfetta
MEC dell'Istituto Vladimiro Spallanzani di Casalgrande
ICOPPEANO1 dell'I.C. Oppeano di Oppeano
I fiorellini dell'I.C. BRUNO DA OSIMO scuola secondaria Giovanni Paolo II di Osimo

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"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

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Chiacchiere di fisica di Stefano Marcellini

Grosso guaio a Lottolandia 

Nella Repubblica di Lottolandia il gioco del Lotto è più che una mania nazionale, è una vera e propria istituzione. Qualunque cittadino, salvo rare eccezioni, non manca mai di giocare almeno una schedina alla settimana, con la speranza di azzeccare la combinazione giusta, fosse solo un semplice ambo. Il gioco del lotto, insomma, è il motore economico e sociale di Lottolandia. 

E di pari passo pullulano naturalmente i trattati scientifico-matematici per prevedere quali saranno le combinazioni più probabili dei numeri in uscita. Tra questi primeggiano gli studi sui cosiddetti "ritardi", che in base a questi ultimi prevedono la probabilità di estrazione di ogni numero. Perché è naturale che un numero, più è in ritardo la sua estrazione, più diventi probabile che esca! Purtroppo alcuni negazionisti - gente ai margini della società - continuano ad affermare che puntare sui ritardi dei numeri è una sciocchezza bella e buona, perché la probabilità di uscita di un numero è del tutto indipendente dal suo ritardo, dato che i numeri non hanno ricordi. Ma nonostante queste rare voci fuori dal coro, per lo più opera di disinformatori, puntare sui ritardi dei numeri è una prassi consolidata a Lottolandia.  

In questo momento il numero che sta monopolizzando l'attenzione di tutti i cittadini di Lottolandia (esclusi quei pochi ribelli che non giocano al lotto e stupidamente se ne vantano pure) è il 74, che non esce da ben 234 settimane sulla ruota di Dumb. Un ritardo del genere a Lottolandia non si era mai visto. Ogni settimana la quasi totalità della popolazione punta sul 74 sulla ruota di Dumb, confortata dalle precise previsioni matematiche basate sul suo enorme e inusuale ritardo, che rende ovviamente altissima la probabilità della sua imminente uscita. 

Ultimamente però un evento imprevisto ha letteralmente sconvolto quella terra tranquilla. A causa della crisi economica, che ha colpito anche l'economia di quel piccolo stato, il ministro del Lotto e Gratta e Vinci si è visto costretto a tagliare sul numero delle ruote, portandole dalle 200 che erano a 50, unificando assieme fra loro più ruote diverse. E il caso ha voluto che la ruota di Dumb, nella quale il numero 74 è in ritardo da 234 settimane, sia stata unificata con la ruota di Twerp. Solo che - piccolo problema - nella ruota di Twerp il 74 è uscito giusto la settimana scorsa!  

Lo sconcerto della popolazione a questo punto è più che comprensibile. È meglio puntare tutto sul 74, dato che questo numero non esce su quella ruota da 234 settimane, oppure conviene puntare su tutto meno che sul 74, che sulla stessa ruota (adesso sono proprio la stessa ruota!) è uscito pochi giorni fa? Conterà di più che è appena uscito, o che non esce da 234 settimane? E mentre gli esperti del Lotto stanno sviluppando nuovi complessi calcoli matematici per dipanare la questione, come l'asino di Buridano, che di fronte alla scelta su quale mucchio di fieno mangiare morì di fame, i cittadini di Lottolandia hanno smesso di colpo di giocare al lotto, perché non sanno più cosa giocare. 

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Puoi richiedere due copie del calendario 2025 di ScienzaPerTutti INFN per le tue classi.

Le richieste potranno essere inviate compilando e inviando il form a fondo pagina.

Spedizione gratuita fino a esaurimento scorte.

In seguito al successo riscosso dall'edizione del calendario del 2021, ScienzaPerTutti torna con un calendario scientifico per il 2025.

Il calendario 2025 di ScienzaPerTutti entra nelle scuole raccontando la vita e le straordinarie scoperte di 12 scienziati e scienziate che hanno fatto della fisica il loro mestiere per passione. Dall'atomo ai buchi neri, dall'induzione elettromagnetica ai sistemi complessi, un viaggio attraverso scoperte più e meno note che hanno rivoluzionato la fisica o cambiato il modo in cui vediamo il mondo.

guarda il calendario 2025

Illustrazioni © Francesco Fidani per INFN

GENNAIO | Michael Faraday	FEBBRAIO | Hertha AYRTON	MARZO | Henry Moseley
APRILE | Niels BOHR	MAGGIO | Marie CURIE	GIUGNO | Arthur EDDINGTON
LUGLIO | Katherine JOHNSON	AGOSTO | Milla BALDO CEOLIN	SETTEMBRE | Abdus Salam
OTTOBRE | Jocelyn BELL	NOVEMBRE | Giorgio PARISI	DICEMBRE | Andrea GHEZ

Progetto Calendario “12 mesi di scoperte, 2025”

a cura di ScienzaPerTutti INFN

Testi biografie a cura di Marco Battaglieri, Susanna Bertelli, Marco Cinausero, Danilo Domenici, Stefano Marcellini, Chiara Oppedisano

Grafica a cura di Francesca Cuicchio, INFN Ufficio Comunicazione

Illustrazioni originali di Francesco Fidani

RICHIEDI IL CALENDARIO SXT 2025

(FINO A ESAURIMENTO SCORTE)

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• luce quantizzata

Se la luce non fosse quantizzata, accendere una lampadina sarebbe un problema?

Caro lettore,

 Marco Cinausero, fisico

Sei pronto a sfidare le tue conoscenze sulla fisica?

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• Poster e Infografiche

- Il modello standard: formato jpg, formato pdf

- Le onde gravitazionali: formato jpg, formato pdf