Concorso Mensile di SxT

**La domanda di maggio sarà pubblicata martedì 17 alle ore 16.30**

 

gadget di ScienzaPerTuttiI primi a rispondere correttamente potranno vincere i favolosi gadget di ScienzaPerTutti.

 

 

 

Archivio domande/risposte


 

12 aprile 2022

decadimento beta, public domain

Quale di queste particelle è uno dei mediatori della forza nucleare debole?
a) Gluone
b) Fotone
c) Bosone W
d) Gravitone
 
Motiva la risposta e scrivici a redazione Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
 
 
 **Vincono il concorso mensile di aprile Giorgio di Betelli e Susanna di Perugia**
 
La risposta corretta è la c) Il bosone W
le interazioni deboli sono responsabili del decadimento di quark e leptoni. Le particelle mediatrici delle interazioni deboli sono due bosoni W - uno con carica elettrica positiva ed uno con carica elettrica negativa - e un bosone Z con carica elettrica nulla, tutti e tre hanno massa diversa da zero. Il raggio d'azione della forza debole è estremamente piccolo e solo di rado due particelle si trovano abbastanza vicine da sentire l'una la forza dell'altra. Il raggio d'azione della forza è così piccolo perché i bosoni W e Z che la mediano sono molto pesanti (il bosone W è 80 volte la massa del protone, mentre il bosone Z è 91 volte la massa del protone), così pesanti che è difficile per due particelle scambiarseli! Ne segue che anche l'intensità relativa delle interazioni deboli è estremamente piccola, tanto piccola che i processi di decadimento sono in generale eventi molto rari. Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/5-linterazione-debole
 
La storia del bosone W è una storia molto italiana. Per la scoperta del bosone W, oltre che del bosone Z, Carlo Rubbia è stato infatti insignito del premio Nobel per la fisica nel 1984. Una storia che continua ancora oggi a tingersi dei colori del nostro paese, come dimostra la pubblicazione su Science, lo scorso 8 aprile, dell’ultimo atteso articolo firmato dalla collaborazione internazionale dell’esperimento Collider Detector at Fermilab (CDF), a cui l’Italia partecipa con l’INFN. L’articolo, che ha conquistato anche la copertina della prestigiosa rivista scientifica, riporta i risultati sulla misura più accurata di sempre del valore della massa del bosone W, effettuata analizzando l’intero set di dati acquisiti da CDF dal 2001 al 2011. Oltre a rappresentare l’ultimo successo della fisica italiana nello studio della forza elettrodebole, il risultato, in tensione con le previsioni teoriche, potrebbe anche indicare l’esistenza di fenomeni fisici ancora sconosciuti, che aprirebbero la strada a una fisica oltre il Modello Standard.
 
 

15 marzo 2022

George Gamow, immagine da AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection

George Gamow, nativo di Odessa, parlò per primo di un effetto fisico necessario a spiegare il decadimento alfa. Di quale effetto stiamo parlando?
a) Effetto Joule
b) Effetto tunnel
c) Effetto Doppler
d) Effetto fotoelettrico
 
Motiva la risposta e scrivici a redazione Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
 
 
 **Vincono il concorso mensile di marzo Luigi da Genova e Andrea da Rieti**
 
La risposta giusta è b) Effetto tunnel

L'effetto tunnel fu utilizzato per la prima volta nel 1928 dal fisico ucraino George Gamow per spiegare il decadimento alfa, nel quale una particella alfa (un nucleo di elio) è emessa da un nucleo perché riesce a superarne la barriera di potenziale.

Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/chiedi-allesperto/tutte-le-risposte/511-21-cosa-e-il-tunnel-quantistico

 
 

15 febbraio 2022

immagine di alcuni pianeti

Quale grande fisico italiano ha studiato il comportamento delle particelle "strane"?
a) Ettore Majorana
b) Enrico Fermi
c) Nicola Cabibbo
d) Riccardo Giacconi
 
 
 **Vincono il concorso mensile di febbraio Marco da Trento e Daniela da Milano**
 
La risposta giusta è c) Nicola Cabibbo
I suoi studi sull'interazione debole, nati per spiegare il comportamento delle particelle strane, hanno permesso, grazie all'ampliamento dell'idea originaria da lui proposta nel 1963, di formulare l'ipotesi dell'esistenza di almeno tre famiglie di quark.  L’articolo in cui Cabibbo spiegava il suo modello [1] non solo aprì la strada alla comprensione delle interazioni deboli, ma è anche l’articolo di fisica più citato di tutti i tempi. [1]  https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.10.531
Per approfondimenti:  https://scienzapertutti.infn.it/rubriche/biografie/905-nicola-cabibbo
 

11 gennaio 2022

immagine di alcuni pianeti

Quale delle seguenti affermazioni NON è vera ?
a) Nel 2061 la cometa di Halley tornerà a essere visibile
b) Nel 2178 Plutone completerà la sua prima orbita da quando è stato scoperto
c) Tra 200 anni la sonda Voyager-I incontrerà le Nubi di Oort dopo aver viaggiato per miliardi di chilometri
d) In 100.000 anni la Terra avrà rallentato la sua rotazione al punto da avere il giorno lungo 25 ore 
 
 **Vincono il concorso mensile di gennaio Francesca da Lecce e Matteo da Moncalieri**
 
La risposta corretta è la d)

A causa dell'attrito degli oceani e dell'interazione con la Luna e le conseguenti maree, la Terra sta progressivamente rallentando il suo moto di rotazione intorno al suo asse con una perdita media di 1,7 millisecondi per ogni secolo. A un certo punto il giorno durerà 25 ore, ma questo non avverrà in 100.000 anni, bensì in circa 200 milioni di anni.

14 dicembre 2021

immagine di alcuni pianeti

Quale pianeta può definirsi "puzzolente"?
a) Mercurio
b) Venere
c) Urano
d) Plutone
 
 **Vincono il concorso mensile di dicembre Carlo da Marigliano, Mario da Palermo e Laura da Montichiari**
 
La risposta corretta è la c)
Passeggiando su Urano sentireste il tipico odore di uovo marcio. Questo è dovuto all'alta presenza di acido solfidrico, un gas velenoso, che è anche il responsabile del tipico e fastidioso odore delle uova andate a male.

16 novembre 2021

immagine di un aereo

L'aereo A viaggia da ovest verso est. L'aereo B viaggia, con la stessa velocità di A, da est verso ovest.
Quale affermazione è vera?

a) il tempo misurato a bordo di A è identico a quello misurato a bordo di B
b) il tempo misurato a bordo di A è rallentato maggiormente che su B
c) il tempo misurato a bordo di B è rallentato maggiormente che su A
d) il tempo non è rallentato

 
 **Vincono il concorso mensile di novembre Alessio da Bolzano e Noemi da Catania**
 
La risposta corretta è la b) il tempo misurato a bordo di A è rallentato maggiormente che su B
Sappiamo dalla teoria della relatività che il tempo rallenta all'aumentare della velocità. Dato che gli aerei si muovono relativamente all'aria, per l'aereo A che si muove da ovest verso est bisogna aggiungere la velocità' di movimento dell'aria che è, per molti versi, solidale al moto di rotazione della Terra. Tale velocità andrà invece sottratta per l'aereo B.
 

12 ottobre 2021

immagine con un poster alle spalle di una persona (distanza 3 m) e uno specchio danti alla persona (distanza 2 m)

Dobbiamo fare una speciale visita oculistica leggendo una tabella alle nostre spalle che
si riflette in uno specchio piano di fronte a noi.
A che distanza vediamo l'immagine della tabella nello specchio?

a) 2 m
b) 3 m
c) 5 m
d) 7 m

**Vincono il concorso mensile di ottobre Sonia da Roma e Emanuele da Casoria**
 
La risposta corretta è la d) 7 m

La tabella è posta a 5 m dallo specchio e quindi la sua immagine si vedrà a 5 m al di là dello specchio. I nostri occhi distano 2 m dallo specchio e quindi l'immagine della tabella si vedrà a (5+2) m = 7 m di distanza.

14 settembre 2021

 

cruciripassoIl Cruciripasso

A questo link trovate il cruciripasso di ScienzaPerTutti per darvi il ben tornato dalle vacanze. Qui trovate la soluzione!

 

 

 

**I primi dieci ad aver risposto al concorso di fine estate sono Noemi da Catania, João da Montichiari, Ida da Roma, Michele da Ferrara, Francesca da Cuneo, Giorgio da Torino, Irene da Montichiari, Brunella da Matera, Michele da Palermo, Antonella da Matera** 

13 luglio 2021

immagine della medaglia del premio nobelIl 4 luglio, oltre a essere il giorno dell'Indipendenza per gli Stati Uniti, è anche la ricorrenza di una scoperta che di recente si è guadagnata il Premio Nobel. Di quale scoperta si tratta?

a) Onde gravitazionali;
b) Bosone di Higgs;
c) Oscillazioni del neutrino, che mostrano che il neutrino ha massa;
d) Buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia;

 
 **Le più veloci a rispondere alla domanda di luglio sono state Barbara di Ravenna e Laura di Montichiari **
 
La risposta corretta è la b) Bosone di Higgs.
La scoperta del Bosone di Higgs è stata annunciata dalle collaborazioni degli esperimenti ATLAS (portavoce Fabiola Gianotti) e CMS (portavoce Joseph Incandela) il 4 Luglio in una conferenza tenutasi all'Auditorium del CERN a cui erano presenti anche Peter Higgs e François Englert, che per la scoperta hanno vinto il Premio Nobel  nel 2013.
 
 

15 giugno 2021

immagine della camera a nebbia con le tracce del primo neutrino rivelatoI neutrini possono interagire mediante:
a) interazione elettromagnetica 
b) interazione nucleare forte 
c) interazione nucleare debole 
d)  nessuna delle precedenti

 
**I più veloci a rispondere alla domanda di giugno sono stati Lucas da Andilly e Sara da Lucca**
 
La risposta corretta è la c).

I neutrini interagiscono per interazione debole. Non interagiscono elettromagneticamente perché sono neutri e non interagiscono forte perché privi di carica di colore.
Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/3-accoppiamento-dei-neutrini

18 maggio 2021

esperimento muon g-2 al fermilab

Recentemente l'esperimento del FERMILAB Muon g−2 ha confermato i risultati di un precedente esperimento sui muoni effettuato al Brookhaven National Laboratory, facendo intravedere la possibilità di una nuova fisica. 
La domanda è questa, per cosa sta "g-2" nel nome dell'esperimento?

a. La carica del muone;
b. Il momento magnetico anomalo del muone;
c. Lo spin del muone;
d. Nessuna delle risposte precendenti.
 
Motivare la risposta.
 
**I più veloci a rispondere alla domanda di maggio sono stati Noemi di Belpasso e Giovanni da Siena.**
 
La risposta corretta è la b.
Come gli elettroni, anche i muoni sono dotati di spin e possiedono un momento magnetico, ovvero producono un campo magnetico del tutto analogo a quello di un ago di bussola. All'interno dell'anello di Muon g-2, il momento magnetico dei muoni acquista un moto di precessione attorno alla direzione del campo magnetico, analogo a quello di una trottola in rotazione. L'esperimento misura con altissima precisione la frequenza di questo moto di precessione dei muoni. Il Modello Standard prevede che per ogni particella il valore del momento magnetico sia proporzionale a un certo numero, detto "fattore giromagnetico g", e che il suo valore sia leggermente diverso da 2, da qui il nome "g-2" o "anomalia giromagnetica". Il risultato di Muon g-2 evidenzia una differenza tra il valore misurato di "g-2" per i muoni e quello previsto dal Modello Standard, la cui previsione si basa sul calcolo delle interazioni dei muoni con particelle "virtuali" che si formano e si annichilano continuamente nel vuoto che li circonda. La discrepanza tra il risultato sperimentale e il calcolo teorico potrebbe quindi essere dovuta a particelle e interazioni sconosciute di cui il Modello Standard non tiene conto. Con il risultato ottenuto grazie al primo set di dati raccolti da Muon g-2, l'esperimento ha quindi compiuto un importante passo verso la possibile dell'esistenza di fenomeni di nuova fisica.

14 aprile 2021

raggi cosmici

Per quale principio due elettroni non possono stare in uno stesso stato quantico?

a. principio di indeterminazione di Heisenberg
b. principio di esclusione di Pauli
c. principio di complementarietà di Bohr
d. nessuno dei precedenti, due elettroni possono stare su uno stesso stato quantico

**Luca di Genova e Martina di Maglie sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 14 aprile**

La risposta corretta è la b.
Due elettroni non possono stare sullo stesso stato quantico per il principio di esclusione di Pauli.
Il principio di esclusione di Pauli, formulato da  Wolfgang Pauli nel 1925, è un principio della meccanica quantistica che afferma che due fermioni identici non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico.
Il principio si applica solo ai fermioni, ovvero particelle con spin semi-intero, che includono protoni, neutroni ed elettroni, le tre particelle che compongono la materia ordinaria. Esso non è valido per i bosoni, ovvero le particelle con spin intero.

Per approfondimenti:

17 marzo 2021

raggi cosmici

Prodotti in alta atmosfera dalle collisioni dei raggi cosmici con i nuclei atomici delle molecole d’aria, i muoni sopravvivono circa 2,2 microsecondi prima di decadere, producendo un elettrone e due neutrini. Poiché viaggiano quasi alla velocità della luce, in 2,2 microsecondi (vita media) i muoni dovrebbero percorrere circa 660 m, ma allora come fanno a raggiungere la Terra dall'alta atmosfera?

**Giada di Brescia e Marco di Bologna sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 17 marzo**

 I muoni  che vengono prodotti in alta atmosfera, a decine di km dalla Terra, viaggiano a velocità prossime a quella della luce. Per questo sono considerati relativistici e per loro non sono trascurabili gli effetti della Relatività Speciale teorizzata da Einstein: la dilatazione dei tempi e la contrazione delle lunghezze.
Per noi sulla Terra il tempo dei muoni rallenta. Nel tempo proprio del muone sono sempre trascorsi al massimo 2,2 microsecondi, ma nel sistema di riferimento della Terra, in base all'energia del muone possono passare anche diversi secondi prima che il muone decada. Per esempio, un muone di 1 GeV viaggerà al 99,4% della velocità della luce e il tempo si dilata di 10 volte.  Se l'energia è di 10 GeV la velocità sarà pari al 99,994% di quella della  luce e il muone potrà viaggiare per un tempo circa 100 volte superiore al suo tempo proprio di decadimento e potrà attraversare tutta l'atmosfera.
Possiamo notare che si può vedere anche il problema dal punto di vista del muone e in questo caso, viaggiando così veloci, per i muoni la distanza dall'alta atmosfera al suolo terrestre si contrae e 2,2 microsecondi sono sufficienti per raggiungere la Terra.

15 febbraio 2021

ghiaccioVogliamo andare al mare e portarci del ghiaccio. Di che materiale dovrebbe essere lo stampo perché l'acqua si solidifichi più rapidamente una volta messa nel congelatore?

                    1. vetro
                    2. plastica
                    3. alluminio
                    4. legno

 ** Giuseppe di Milano e Samuel di Pavia sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 15 febbraio **
La risposta corretta è la numero 3: l'alluminio è il miglior conduttore di calore tra quelli elencati e quindi disperde il calore dall'acqua con più facilità aiutando la solidificazione.


20 gennaio 2021

pallina da golf

E se la pallina finisse in un buco che arriva dall'altro lato della Terra passando per il suo centro, che cosa succederebbe?

Con un po' di fantasia pensate alla Terra come a una sfera perfetta, che gli effetti della sua rotazione siano trascurabili e che dentro al tunnel non ci sia l'attrito dovuto all'aria né la temperatura e la pressione elevatissime al centro della Terra. E motivate la risposta!

 ** Raffaella di Zoagno e Andrea di Nuoro sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 20 gennaio **

 

Se fossimo in grado di scavare un tratto di tunnel che andasse direttamente al centro della Terra e di far cadere al suo interno la pallina, il viaggio del povero oggetto non sarebbe tranquillissimo. Prima ancora di aver percorso l'uno per cento del viaggio, la pallina sarebbe sbriciolata dall'immensa pressione e bruciata dal calore. Ma facciamo finta di aver scavato dritto nel nocciolo e che la pallina sia indistruttibile.

In assenza di aria la pallina impiegherebbe circa 20 minuti per raggiungere il centro, arrivando a una velocità massima di circa 40.000 km/h. Superato il centro incomincerebbe a rallentare per poi raggiungere l’altro estremo in un continuo pendolare tra i due estremi. In presenza di aria, la pallina raggiungerebbe rapidamente la velocità asintotica di circa 200 km/h e occorrerebbe un giorno e mezzo di caduta per arrivare al centro. Una volta lì, incomincerebbe a pendolare con periodi sempre più brevi e in poco tempo rimarrebbe bloccata nel centro.


15 dicembre 2020

natale2020

Immaginiamo di essere un pattinatore al centro di un lago ghiacciato, la cui superficie è perfettamente liscia. In assenza di attrito non riusciremmo a far presa sul ghiaccio per spingerci in avanti. Esiste un modo per raggiungere la riva?

Motivare la risposta

** Mara di Schio e Lorenzo di Cordovado sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 15 dicembre **

 Risposta corretta:

In assenza di attrito, possiamo considerare il moto orizzontale del pattinatore sul lago ghiacciato come quello in un sistema isolato dalle forze esterne. In un sistema isolato la quantità di moto totale si conserva e in questo caso è pari a zero, essendo il pattinatore fermo al centro del lago. Sfruttando tale legge di conservazione e trascurando l'attrito dell'aria, per raggiungere la riva al pattinatore basterà lanciare un oggetto (guanto, cappello, pattino, ecc.) in una direzione, che avrà come conseguenza quella di imporre un moto in direzione opposta al pattinatore stesso, per il principio di azione e reazione.

17 novembre 2020

Se vogliamo raffreddare un oggetto ad una temperatura il più vicino possibile allo zero assoluto, lo dobbiamo immergere in un contenitore pieno di:
quark

- ghiaccio secco

- elio liquido

- azoto liquido

- neon liquido

Motivare la risposta

 

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


13 ottobre 2020

Se al posto del Sole ci fosse un buco nero di uguale massa, la forza gravitazionale sulla Terra sarebbe diversa?
quark

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.

 


16 settembre 2020

Quali di queste scoperte da Nobel non viene utilizzata nei nostri telefoni cellulari:
quark- a Effetto fotoelettrico
- b Superconduttività
- c Led blu
- d Transistor

 motivare la risposta

**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.

 

15 luglio 2020


Quale di queste particelle formate da quark non è mai stata osservata?

quarka) 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 *

La risposta giusta è la e) Sono state osservate tutte le particelle elencate.
Mesoni e barioni sono particelle molto comuni in natura. Tra i primi, ci 
sono i pioni che, ad esempio, si formano negli sciami di raggi cosmici che colpiscono la nostra atmosfera. I barioni più comuni sono protoni e neutroni che formano il nucleo atomico.
Tetraquark e pentaquark sono particelle cosiddette "esotiche" che possono essere create da eventi rari ed altamente energetici, per esempio in acceleratori 
di particelle. I primi tetra e pentaquark sono stati sommariamente osservati all’inizio degli anni 2000, ma è solo con l’LHC che, negli ultimi anni, l’esperimento LHCb li ha potuti studiare nel dettaglio.

Domanda 16 giugno

domanda del 16 giugno

relativity

In quale di questi mezzi la luce ha la velocità minore?


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.:

V(vuoto) = 299792 km/s
V(acqua) = 225407 km/s
V(vetro) = 199861 km/s

 



© 2002 - 2021 ScienzaPerTutti - Grafica Francesca Cuicchio Ufficio Comunicazione INFN - powered by mspweb

PRIVACY POLICY