I concorsi mensili che SxT proporrà nei prossimi mesi saranno basati su domande alle quali i nostri webnauti sono invitati a rispondere. La risposta corretta che arriverà per prima a
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riceverà in premio lo zaino e la maglietta SxT
Se vogliamo raffreddare un oggetto ad una temperatura il più vicino possibile allo zero assoluto, lo dobbiamo immergere in un contenitore pieno di:
- ghiaccio secco
- elio liquido
- azoto liquido
- neon liquido
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La risposta corretta è: Elio liquido.
** Giulia di Valdagno e Lucia di Modena sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 17 novembre **
Se prendiamo come riferimento lo Zero assoluto, pari a -273.2ºC (0K), l'elio si trova in fase liquida a temperature inferiori a -269ºC (4.2K). L'elio liquido viene utilizzato nella criogenia, in particolare nel raffreddamento dei magneti superconduttori, come quelli del Large Hadron Collider al CERN di Ginevra, ma anche quelli dalle apparecchiature per la risonanza magnetica nucleare.
Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/3-strutture-chimiche-dei-superconduttori-e-scala-di-temperatura
Se al posto del Sole ci fosse un buco nero di uguale massa, la forza gravitazionale sulla Terra sarebbe diversa?
a) sarebbe la stessa, non cambierebbe nulla
b) aumenterebbe enormemente, e tutti i pianeti collasserebbero nel buco nero
c) aumenterebbe e tutti i pianeti, fino a Venere, collasserebbero nel buco nero
d) diminuirebbe portando ad un evento esplosivo del sistema solare
La riposta giusta è la a)
**Salvatore e Rina sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 13 ottobre **
Non ci sarebbe alcun cambiamento gravitazionale, nè per la Terra nè per gli altri pianeti, compresi quelli più vicini al centro del sistema solare.
Per capire questo possiamo calcolare il raggio di un buco nero con massa equivalente a quella del Sole. Questo è il raggio di Schwarzschild che identifica l’orizzonte degli eventi, cioè quel valore al di sotto del quale la velocità di fuga dal corpo supera la velocità della luce e quindi identifica la distanza dalla quale non ci si può allontanare dal corpo.
Nel caso in questione, il raggio di Schwarzschild vale circa 3 km, a fronte di un raggio reale medio del Sole di circa 700000 km. Qualsiasi pianeta del sistema solare si trova ben al di fuori dell’orizzonte degli eventi di un tale buco nero. In definitiva, per distanze superiori ai 3 km, il campo gravitazionale ha un andamento regolare e lo spazio-tempo si comporta come se nulla fosse successo.
Quali di queste scoperte da Nobel non viene utilizzata nei nostri telefoni cellulari:
- a Effetto fotoelettrico
- b Superconduttività
- c Led blu
- d Transistor
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**Raffaele da Palazzolo dello Stella e Giovanni da Marsico Nuovo sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 16 settembre **
La risposta corretta è la B) Superconduttività
L'effetto fotoelettrico viene infatti sfruttato nelle fotocamere degli smartphone; i led blu vengono utilizzati negli schermi degli smartphone; ed i transistor sono componenti elettronici alla base praticamente di qualunque dispositivo elettronico. La superconduttività è invece alla base, per esempio, del funzionamento dei magneti necessari al funzionamento del più grande acceleratore di particelle del mondo, ovvero il Large Hadron Collider al CERN di Ginevra. Trovate qui un approfondimento sul fenomeno della superconduttività.
Quale di queste particelle formate da quark non è mai stata osservata?
a) Mesone (formato da 2 quark)
b) Barione (formato da 3 quark)
c) Tetraquark (formato da 4 quark)
d) Pentaquark (formato da 5 quark)
e) Sono state osservate tutte le precedenti
**Alice A. e Andrea S. di Roma sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 15 luglio *
domanda del 16 giugno
a) Vuoto
b) Acqua
c) Vetro
d) La velocità della luce è una costante
Motivare la risposta.
La risposta esatta è la C
** i più veloci a rispondere Clelia da Vitulazio (CE) e Matilde da Zoagli (GE) sono state le più veloci a rispondere correttamente **
Come ci insegna la teoria della relatività ristretta, la velocità della luce è costante, ma nel vuoto! In altri mezzi trasparenti la velocità e’ minore e dipende dall’indice di rifrazione. In particolare v=c/n dove n è appunto l’indice di rifrazione specifico del mezzo. In pratica maggiore è l’indice di rifrazione, minore sarà la velocità della luce.
Per es.:
Tutti sappiamo che Einstein è famoso per la teoria della relativitá, ristretta e generale. La relatività spiega tante cose che riguardano il nostro Universo. Ma c'è un'applicazione della relatività di uso quotidiano che è alla portata di tutti sui nostri telefoni cellulari.
Di quale applicazione stiamo parlando?
**i più veloci a rispondere sono stati Roberto da Fisciano (SA) e Siria da Roma**
la risposta corretta
L'applicazione in questione è il GPS. Il Global Positioning System (GPS), originariamente sviluppato per uso militare, consiste in una rete di una trentina di satelliti che orbitano intorno alla Terra, ad un’altitudine di circa 20.000 km. Il segnale viene trasmesso in forma di onde radio che, essendo onde elettromagnetiche, viaggiano alla velocità della luce. La determinazione della posizione è un processo assai elaborato. Senza una conoscenza accurata della Teoria della Relatività Ristretta e della Teoria della Relatività Generale i GPS non funzionerebbero. Infatti, i satelliti si muovono rispetto al ricevitore, facendo sì che il loro orologio vada più piano. I campi gravitazionali cambiano sia la velocità degli orologi, sia la propagazione dei segnali radio. Inoltre, la Terra ruota intorno a se stessa, inducendo ulteriori effetti. Solo grazie all'uso delle formule proposte della Teoria della Relatività, sia ristretta che generale, è possibile tener conto di tutti questi effetti e di apportare le correzioni necessarie per raggiungere l'altissima precisione dei GPS.
Per approfondimenti vedi link
Quanti acceleratori di particelle esistono al mondo?a) circa 50;
b) circa 300;
c) circa 2000;
d) circa 30000.
Motivare la risposta.
** i più veloci a rispondere correttamente alla domanda di lunedì 20 aprile sono Andrea da Vasto e Nuria **
La risposta corretta è la 4)
Sarà sorprendente scoprire che di tutti gli acceleratori esistenti, e con energie superiori a quelle usate per generare raggi X, solo il 5% è impiegato nella ricerca.
I circa 30000 acceleratori esistenti sono così distribuiti:
0.5% nella ricerca in fisica di base
0.5% nella ricerca in fisica applicata
4% nella ricerca in biologia
I due campi di applicazione più comuni sono la medicina (35%) in particolare per la diagnosi e il trattamento dei tumori e la produzione di radiofarmaci, e l’industria (60%) in particolare per il drogaggio di semiconduttori con impiantazione di ioni.
Quanti atomi ci sono in questa bottiglia di 650 ml riempita d'acqua?vincerai in premio la borraccia!
i più veloci a rispondere e a vincere la borraccia SxT sono stati Riccardo C. di Perugia e Marco P. di Austis (NU)
L'aurora boreale è il risultato della collisione tra particelle cariche rilasciate dal Sole e particelle gassose nell’atmosfera terrestre, con relativa emissione di luce che la rende spettacolare. Qual'è la causa del fatto che le aurore sono visibili solo al Polo Nord ed al Polo Sud?
a) La bassa temperatura;
b) Il Campo Magnetico terreste;
c) La composizione dell'atmosfera;
d) La posizione dei poli rispetto al Sole.
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la risposta giusta è la b) Il Campo Magnetico terreste
L’aurora boreale è prodotta dalle particelle solari, in gran parte costituite da elettroni, che vengono spinte contro il campo magnetico terrestre a grande velocità, entrando così in collisione con gli atomi dei gas presenti negli strati più esterni dell’atmosfera. Questo gran movimento di particelle produce energia generando, ai nostri occhi, luce di varie lunghezze d’onda: i cosiddetti archi aurorali. Per via della particolare geometria del campo magnetico terrestre, la carica di elettroni del Sole viene indirizzata verso i due poli magnetici della Terra, il Polo Nord e il Polo Sud. Per questo motivo sarebbe più giusto chiamare il fenomeno aurora polare, distinguendola poi in boreale o australe a seconda dell’emisfero in cui essa avviene.
Cosa succede alla velocità e alla direzione di un’astronave e di un fascio di luce che passano nelle vicinanze di un grande oggetto massivo?
a) sia l’astronave che i fotoni cambiano velocità e direzione
b) l’astronave cambia velocità e direzione mentre i fotoni rimangono inalterati
c) l’astronave cambia velocità e direzione mentre i fotoni cambiano solo la direzione
d) sia l’astronave che i fotoni cambiano solo la direzione
Motivare la risposta.
La risposta corretta è la c
Un corpo massivo deforma lo spazio-tempo presentando così un campo gravitazionale. Il fotone, seguendo la deformazione, cambierà la direzione, varierà la sua frequenza, ma non cambierà la sia velocità dato che, nel vuoto, è una costante. L’astronave subirà quello che si chiama “effetto fionda”. Per azione del campo gravitazionale cambierà direzione e anche velocità. La sua velocità aumenterà se passerà dietro all’oggetto massivo (supposto in movimento) e diminuirà se passerà avanti.
La risposta corretta, quindi l’affermazione falsa, è la b)
a) L’antimateria si crea normalmente in laboratorio. Ad esempio con un acceleratore di particelle si può creare una enorme varietà di antiparticelle.
c) Si creano gli ipernuclei con gli acceleratori di particelle. Ai Laboratori Nazionali di Frascati, per molti anni, ha funzionato l’esperimento Finuda che era specializzato nella rivelazione di ipernuclei creati attraverso il collisore Daphne. Un ipernucleo è un nucleo più pesante dove una particella Lambda ha sostituito un neutrone.
d) Praticamente ogni esperimento dedicato allo studio di neutrini è in grado di rivelare i neutrini che vengono prodotti dalle reazioni nucleari che avvengono sul Sole.
L’affermazione b) è falsa perchè in natura è impossibile osservare un quark libero. Infatti, se cerchiamo di “liberarlo”, l’energia impiegata per far ciò crea delle coppie di quark-antiquark che si trasformano in nuove particelle. Tale proprietà prende il nome di “confinamento”. Negli esperimenti di alte energie, osservando le caratteristiche di un gruppo di particelle rivelate, si può dedurre quale tipo di quark è stato all’origine dell’interazione.
Riceveranno i nostri gadeget:
Quale delle seguenti informazioni è falsa?
a) L’antimateria è stata creata in laboratorio
b) Il quark libero è stato osservato al CERN
c) Sono stati creati ipernuclei
d) Sono stati rivelati neutrini provenienti dal Sole
Dare una breve spiegazione
Domanda del 10 settembre, 2019
Gli atomi che compongono la materia sono formati da un nucleo molto piccolo e da elettroni presenti su orbite intorno al nucleo stesso. Poiché il nucleo ha un volume di circa 1015 volte più piccolo dell'atomo e gli elettroni sono puntiformi, l'atomo è praticamente "vuoto". Noi però percepiamo gli oggetti solidi come "pieni". In altre parole, se proviamo ad attraversare un muro o un tavolo con la mano non ci riusciamo, anche se gli atomi che lo compongono sono "vuoti".
Qual'è dunque la forza fondamentale che ci fa percepire la materia come "piena"?
a- forza nucleare forte
b- forza gravitazionale
c- forza elettromagnetica
d- forza nucleare debole
* I più veloci a rispondere sono stati Gabriele T. di Manfredonia (Foggia) Claudia L. di Vicopisano (Pisa) *
La risposta giusta è la C, cioè la forza elettromagnetica, la quale avvicina le cariche di segno opposto e allontana quelle di segno uguale. Toccando materiale solido , gli elettroni (di segno negativo) che circondano i suoi atomi si oppongono agli elettroni che compongono gli atomi del nostro corpo, anch’essi negativi. La forza repulsiva viene così percepita come solidità e pienezza della materia.
Domanda del 16 Ottobre, 2019
Quale delle seguenti onde porta la maggiore energia per singolo fotone?
a) raggi X
b) onde radio
c) infrarossi
d) microonde
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* i più veloci a rispondere sono stati Antonio da Cagliari e Susanna da Terni*
La risposta corretta è A.
L’energia del fotone è direttamente proporzionale alla frequenza dell’onda. Guardando lo spettro dei fotoni vediamo che alle frequenze maggiori, e quindi energie, ci sono i Raggi Gamma, seguiti dai Raggi X, dai Raggi Ultravioletti, onde luminose, infrarossi, microonde e onde radio.
Grazie a quale effetto fisico gli astrofisici hanno capito che le galassie si stanno allontanando?
-a Effetto fotoelettrico;
-b Effetto Hall;
-c Effetto Doppler;
-d Effetto Joule.
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* Marco S. da Genova Nervi e Raffaele V. da Palazzolo dello Stella (UD) sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 19 novembre *
Quale fenomeno quantistico è alla base della fusione nucleare che avviene nel nucleo centrale del Sole?
A) Effetto Fotoelettrico
B) Effetto Tunnel
C) Effetto Doppler
D) Effetto Joule
Motivare la risposta.
* Raffaele V. da Udine e Fabrizio G. da Napoli sono stati i più veloci a rispondere correttamente*
La risposta corretta è la B
Visto l'arrivo delle vacanze, alcuni di voi potranno leggere la domanda seduti in riva al mare, scrutando la linea dell'orizzonte su cui tramonta il Sole (per chi si trovasse ad esempio sul mar Tirreno). Immaginate ora di essere seduti invece nella pianura Acidalia Planitia su Marte al tramonto. L'orizzonte su cui tramonta il Sole si trova più lontano da te sulla Terra o su Marte?
a) Sulla Terra perché il raggio del nostro pianeta è maggiore rispetto a quello di Marte
b) L'orizzonte non esiste, la Terra e tutti i pianeti sono piatti
c) Su Marte perché è più lontano dal Sole
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*I vincitori sono Matteo di Pavullo nel Frignano (MO) e Antonella di Villaricca (NA) *
La risposta giusta è la a)
In approssimazione di pianeta perfettamente sferico e di altezza h dell'osservatore molto più piccola del raggio R del pianeta e di osservatore vicino alla superficie dello stesso, da considerazioni geometriche è possibile ricavare la distanza d dell'orizzonte dall'osservatore come: d =√2Rh Poiché il raggio terrestre è superiore a quello marziano, la distanza dall'orizzonte sarà maggiore sulla terra che su Marte.
Se mettiamo sale (p. es. NaCl) in acqua, la temperatura di solidificazione si alza (è quello che si fa per sciogliere il ghiaccio sulle strade). Cosa accade se mettiamo sale in azoto liquido?
a) la temperatura si alza
b) la temperatura si abbassa
c) la temperatura non subisce variazione
d) accade una reazione esplosiva
motivare la risposta
* I vincitori sono Paolo da Palermo e Arianna da Castel San Pietro Terme (BO) *
La risposta giusta e’ la c)
Il sale in acqua si scioglie perché l’acqua e’ una molecola dipolare (presenta una distribuzione di carica non uniforme). Nell’azoto liquido, che ha una struttura molecolare con distribuzione di carica uniforme, questo non succede e il sale precipita sul fondo senza sciogliersi, lasciando così invariata la temperatura del liquido.
I nuclei atomici sono formati da protoni e neutroni. I secondi sono più pesanti dei primi. I neutroni possono trasformarsi in protoni spontaneamente tramite il processo chiamato decadimento beta, studiato da Enrico Fermi.
È possibile invece la trasformazione di protoni in neutroni?
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Vincitori Daniele M. da Castellarano e Marco M. da Collecchio
Risposta:
La risposta è SI', è possibile la trasformazione di protoni in neutroni.
Poiché i protoni sono più leggeri dei neutroni, la trasformazione di protoni in neutroni è possibile solo quando sono legati in nuclei atomici, dato che i protoni liberi sono "stabili" (rispetto al tempo di vita dell'universo). Tale trasformazione è chiamata "decadimento beta+", che consiste nella trasformazione di un protone in un neutrone, contemporaneamente all'emissione di un positrone (o anti-elettrone) e di un neutrino.
La figura riproduce il movimento di un oggetto del sistema solare.
Indicare quale affermazione è valida e perché:
a) Si tratta della Cometa di Halley
b) È la traiettoria di un pianeta, ma Newton non l’aveva prevista
c) È stata di ispirazione per A. Einstein
d) È stato l’argomento di tesi di laurea di E. Fermi
La risposta esatta è la c.
La figura mostra la traiettoria dell’orbita del pianeta Mercurio dove il cosiddetto fenomeno della “precessione del perielio” è fortemente amplificata. La teoria della gravitazione newtoniana prevedeva tale fenomeno, ma, nel XIX secolo, un attento studio stabilì che Mercurio si presentava con un anticipo di 43” di arco ogni secolo! Tale variazione si spiegherà solo nel 1915 quando Einstein formulò la teoria della Relatività Generale.
Perché i raggi cosmici che arrivano dallo spazio e colpiscono i pianeti costituiscono un serio problema per le future missioni umane su Marte e invece sulla Terra non sono un problema?
Motivare la risposta
I vincitori sono Giuseppe da Milano e Marco da Rapallo
I raggi cosmici rappresentano un serio problema non solo durante i tragitti spaziali ma anche per le future missioni umane su Marte. Il pianeta rosso, infatti, non presenta un campo geomagnetico paragonabile a quello terrestre e la sua atmosfera è estremamente rarefatta. Pertanto, una quantità significativa di radiazioni ionizzanti raggiunge il suolo marziano. Lo strumento MARIE (Mars Radiation Environment Experiment), trasportato dalla sonda statunitense Mars Odyssey, ha permesso di misurare i livelli di radiazione presenti in orbita attorno a Marte, quantificandoli in circa 2,5 volte quelli registrati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Un'esposizione triennale (durata del viaggio per Marte) a tali livelli sarebbe vicina ai limiti di sicurezza per il corpo umano. I livelli di radiazione sulla superficie marziana dovrebbero essere leggermente inferiori e potrebbero variare significativamente da regione a regione in base all'altitudine e alla presenza di campi magnetici locali.
Il tempo che la Terra impiega per percorrere la distanza tra l'equinozio autunnale a quello primaverile è di circa 179 giorni. Perché per viaggiare da quello primaverile a quello autunnale impiega più tempo, ovvero circa 186 giorni?
i vincitori sono Mario da Giugliano (Na) e Valeria da (To)
risposta corretta
Ultima modifica: 28 maggio 2018
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