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NOTIZIE DI
ATTUALITÀ 2009 scelte per voi su ScienzaGiovane |
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Visitate l'archivio,
troverete tante notizie e link interessanti [anno in corso] [2011] [2010] [2008] |
I
150
anni
del
petrolio
(R. Giacomelli e M. Giorgini) |
Il 27 agosto 1859 il "colonnello" Edwin
Drake trovava il petrolio alla profondità di 21 metri nel
sottosuolo
di Titusville, un piccola
cittadina della Pennsylvania, USA. Il
sedicente colonnello era in realtà un ferroviere che aveva un
debole
per nuove imprese: il titolo di colonnello era stato semplicemente
aggiunto per fare più presa sui suoi lavoratori dipendenti. Era
stato
inviato dalla "Pennsylvania Rock Oil Company" per tirare
fuori
petrolio
dal
sottosuolo della Pennsylvania applicando tecniche di
trivellazione usate nelle cave di sale. La Compagnia, che poi si
chiamerà "Seneca Oil", voleva cercare di sostituire un derivato
del
petrolio, il kerosene, al costoso olio di balena che veniva usato nei
lampioni per illuminazione pubblica.
Fu scelta la zona di
Titusville
perchè vi erano alcune fuoriuscite di petrolio, già note
dagli
indiani locali.
Fig.2
La
febbre
dei
pozzi
di
petrolio
in
Pennsylvania
(1863).
Da The Story of Oil in Pennsylvania, Titusville, PA. Credit: C. Dukes, “Symmetry”, Fermilab/SLAC, Ms200 |
LHC
raggiunge
1,18
TeV
per
fascio
(M. Cuffiani e R. Giacomelli) |
Fig.1
Schema
del
complesso
dell'SPS
e
di
LHC.
Sono indicate i siti dei 4 esperimenti principali a LHC (credit CERN, Ginevra, Svizzera) LHC è l'acceleratore più potente mai costruito ed è posto in un tunnel di 27 km di circonferenza a circa 100 m sottoterra al confine fra Francia e Svizzera. I protoni che circolano in LHC provengono da un sistema di preacceleratori: sorgente di protoni, acceleratore lineare, booster, protosincrotrone PS, superprotosincrotrone SPS. Il CERN, organizzazione europea per la ricerca nucleare, è uno dei più importanti centri al mondo dedicati alla ricerca scientifica. Gli apparati degli esperimenti sono giganteschi e molto complessi; a ciascun esperimento partecipano circa 2000 scienziati, tra fisici e ingegneri. Uno degli scopi principali che gli esperimenti si propongono è quello di cercare il bosone di Higgs che, nel cosiddetto Modello Standard del Microcosmo è la particella responsabile del processo che fornisce la massa a tutte le particelle massive esistenti. Si cercano anche nuove particelle che potrebbero costituire la materia oscura dell'Universo, lo stato di quark-gluon plasma, e molti altri fenomeni. Domenica 29 Novembre un altro importante passo avanti è stato fatto, quando l’energia di ciascun fascio è stata portata a 1,18 TeV, valore che rappresenta il nuovo record mondiale, avendo superato il limite precedente di 0,98 TeV dell’acceleratore del laboratorio Fermilab, presso Chicago. All’aumentare dell’energia delle collisioni, LHC sarà in grado di riprodurre le condizioni che esistevano nell'universo primitivo, subito dopo il big bang che ha dato origine al nostro Universo. |
M51-Herschel (L. Gregorini, F. Pozzi e R. Giacomelli) |
Il 14 Giugno
2009, il satellite IR Herschel, esattamente 1 mese dopo il suo lancio,
ha aperto i 'suoi' occhi sulla galassia M51, anche detta Whirpool
Galaxy,
Galassia
Vortice. La Galassia
M51 è una delle galassie più famose del cielo: è
una classica
galassie a spirale vista di fronte
e distante soli 30 milioni di anni luce. Scoperta nel lontano 1774 da C. Messier è ancora oggi una delle galassie più studiate dagli astrofisici professionali volti a capire la dinamica della sua struttura a spirale e l'interazione con la galassia compagna. In Fig. 1 è riportata l'immagine in banda ottica, a multi-colori, di M51 ottenuta con la Advanced Camera for Surveys (ACS) del telescopio HST nel 2005; si noti la galassia compagna NGC519 in alto, all'estremità di uno dei bracci a spirale. Le osservazioni in banda ottica rivelano principalmente l'emissione prodotta dalle fotosfere stellari. Limite di tali osservazioni è l'oscuramento prodotto dalla polvere interstellare, principalmente grafite e silicati. Scopo delle osservazioni nel lontano infrarosso (IR), come quelle effettuate dal satellite in orbita Herschel, è ricavare informazioni sulle regioni oscurate. E' infatti proprio in banda IR (8-1000 um) che i grani di polvere ri-emettono termicamente la radiazione ottica/UV assorbita. In Fig. 2 è riportata l'immagine di M51 a tre colori ottenuta con il fotometro PACS a bordo di Herschel (rosso, verde e blu corrispondenti a 160, 100 e 70 micron). La risoluzione spaziale dell'immagine (qualche arco secondo) è ancora significativamente inferiore a quella ottenibile in banda ottica, ma è quasi un ordine di grandezza migliore di quella ottenuta coi i satelliti IR precedenti, grazie al grande specchio di 3.5 m di Herschel. Combinando i dati ottici e quelli infrarossi, sara' possibile avere un quadro sempre più completo della formazione stellare nelle galassie, avendo a disposizione dei traccianti delle regioni otticamente trasparenti e per quelle oscurate. |
La
galassia
spirale
NGC
1232 (L. Gregorini, A. Zanichelli e R. Giacomelli) |
Le
galassie
a
spirale, fra le quali ricordiamo la Via Lattea di cui
fa parte il nostro sistema solare, sono oggetti celesti molto
affascinanti. Nell’immagine accanto si vede la galassia spirale NGC
1232 fotografata da uno dei grandi telescopi da 8.2 m di diametro
dell'European Southern Observatory
(ESO). Si tratta di una foto molto famosa che la rivista "Sky and Telescope" ha
votato come una delle 10 immagini piu' "inspiring" prese nel secolo
scorso. L'ESO costruisce e gestisce grandi telescopi localizzati in deserti ad alta quota in Cile. I telescopi piu’ recenti sono equipaggiati con ottica adattica che permette di ottenere immagini molto dettagliate. La parte luminosa della foto mostra i tanti bracci a spirale della galassia, dominati da milioni di stelle molto brillanti che ruotano attorno al centro della galassia; zone oscure fra i bracci contengono polvere interstellare. Meno visibili, ma certamente ben misurabili, sono miliardi di stelle normali e vaste regioni di gas interstellare, che insieme costituiscono la maggior parte della materia nella zona centrale della galassia e ne dominano il comportamento dinamico. Quantita' ancora maggiori di materia, la materia oscura, sono concentrate ai bordi esterni della galassia. Questa materia, la cui composizione e' ancora ignota, e' necessaria per spiegare il moto delle stelle visibili poste nelle regioni esterne della galassia. |
Inaugurazione del Tier 1 del
CNAF-INFN di Bologna |
Venerdi
11
giugno
2009
è
stato
inaugurato
il
Tier
1
del
CNAF-INFN
di
Bologna
con
la
presenza
del
Presidente
dell’INFN,
prof.
Roberto
Petronzio,
dei
direttori
del
CNAF
e
della
Sezione
di
Bologna
dell’INFN,
di
rappresentanti
dell’Università
di
Bologna,
del
Comune,
della
Provincia
e
della
Regione.
Era
anche
presente
il
futuro
Rettore
dell’Università
di
Bologna. L’avanzamento della conoscenza scientifica richiede la soluzione di problemi molto complessi: Cosa successe subito dopo il Big Bang? Come influenzerà la nostra vita il riscaldamento globale? Esiste una cura per il cancro? La risposta a queste domande è possibile attraverso l’analisi di grandi quantità di dati la cui elaborazione richiede grandi potenze di calcolo. Grid è il più moderno sistema di calcolo distribuito che permette la condivisione di risorse eterogenee. Il sistema è nato per soddisfare i problemi di calcolo per analizzare gli “eventi” che verranno prodotti a LHC, il più grande acceleratore mai costruito e che permetterà di esplorare strutture subnucleari piccolissime. Il grande sistema di calcolo distribuito per LHC si sviluppa su tre livelli, detti “TIERS”. Il TIER-0 è il livello base: è il centro di calcolo del CERN di Ginevra. Tutti i dati passano da questo nodo che fornisce circa il 20% della capacità di calcolo totale. I centri di calcolo di livello 1, denominati Tier-1, sono localizzati in 11 siti di 11 nazioni diverse. I centri di calcolo di livello 2, denominati Tier-2, sono localizzati in oltre 140 siti e forniranno circa il 50% della capacità di calcolo. Il centro di calcolo Tier-1 dell’INFN CNAF ospita i servizi essenziali dell’infrastruttura grid italiana e anche di quelli necessari per il funzionamento di quella europea. In quest’istante il Tier-1 del CNAF costituisce il centro più grande della grid italiana, sia per potenza di calcolo che di archiviazione dei dati. Il centro è utilizzato principalmente dalla comunità italiana dei fisici delle particelle elementari, ma sono in continua crescità gli utenti di altre comunità scientifiche. Per vedere le foto ed il video di presentazione clicka qui. |
Si torna sulla luna!
40 anni dopo! (28 luglio 2009 - S. Cecchini e B. Poli) |
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Harrison Schmitt con la bandiera degli Stati Uniti. Credit: NASA. L'impronta di un'austronauta fotografata durante l'allunaggio di Apollo 11. Credit: NASA. |
Per chi ha assistito da
ragazzino, o poco più,
al primo sbarco dell'uomo sulla Luna, quello fu certamente un
momento emozionante e significativo che non si è più
ripetuto nelle successive
imprese spaziali. Ora, le celebrazioni per il 40esimo
anniversario della prima missione Apollo della NASA e la sfida
della Cina (un
cinese sulla Luna entro il 2017) hanno riportato d'attualità il
nostro
satellite. Di recente, gli USA hanno messo in orbita lunare un satellite artificiale, il Lunar Reconaissance Orbiter (LRO), che dovrebbe esplorare il suolo della luna per un anno e mezzo al fine di individuare luoghi sicuri per l'allunaggio e la permanenza futura di equipaggi, localizzare potenziali risorse e descrivere l'ambiente dal punto di vista della radioattività naturale. Le prime immagini ricevute da LRO ci mostrano le zone in cui sono discesci i moduli lunari delle missioni Apollo. |
L'immagine mostra il percorso degli astronauti dal modulo Antares (Apollo 14) fino al luogo in cui furono posizionate le apparecchiature scientifiche. Clicca sulla figura per ingrandirla. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University. |
I moduli sono chiaramente visibili grazie al fatto che il Sole, molto basso all'orizzonte, crea ombre lunghe anche per piccole variazioni topografiche. Raggiungendo un'altezza non superiore a circa 5 metri, l'ombra di ciascun modulo ha nelle immagini dimensioni dell'ordine di 20 pixel.Queste foto ci fanno ripensare al fatto che l'uomo è stato veramente “da qualche altra parte”, che l'uomo si è distaccato dalla “Madre Terra”, quella Madre Terra alla quale ora sembriamo più attenti e che forse siamo più desiderosi di curare. Un'immagine, in particolare, ci mostra qualcosa di più che non le sole ombre di oggetti lasciati lassù (moduli lunari e strumenti scientifici): una lunga striscia di passi, di segni lasciati sul suolo dalla passeggiata di un “non-lunatico”, che smentisce chi per lungo tempo aveva cercato di confutare le prime immagini a sostegno del viaggio ed esplorazione della Luna da parte dell'uomo. |
Herschel
e
Planck
i
nuovi
satelliti
spaziali
europei |
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ARIANE 5 ECA può portare in orbita 2 satelliti con massa totale <9,6 t. Clicca sull’immagine per ingrandirla. Credit: ESA. |
Il 14 maggio
2009 è partito dalla stazione spaziale europea di Kourou, nella
Guaiana francese, un vettore Ariane 5 ECA (Fig.1) che ha messo in
orbita due satelliti artificiali, Herschel e Planck, raffreddati alla
temperatura dell’elio liquido. Sono stati denominati così in
onore dell’astronomo William Herschel (1738-1822) e del fisico teorico
Max Planck (1858-1947). I due satelliti sono stati separati subito dopo
il lancio; ora proseguono il loro viaggio di ~2 mesi verso il punto lagrangiano L2 attorno al quale
discriveranno orbite
di
Lissajous. Sono due missioni dell’Agenzia Spaziale Europea
(ESA), alle quali l’Italia partecipa, tramite l’ASI, grazie al contributo dell’INAF e di molte università
italiane. Planck è stato progettato principalmente per rilevare le anisotropie della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMBR) con sensibilità e risoluzione angolare senza precedenti. Dovrebbe anche fornire una nuova determinazione della costante di Hubble e verificare i “modelli inflazionari” nei primi attimi dell’Universo (http://www.satellite-planck.it/). Esso costituirà una preziosa fonte d’informazioni su svariate questioni di interesse astrofisico e cosmologico. In particolare permetterà di controllare le teorie attuali sull’Universo primordiale e sull’origine delle strutture cosmiche. Dopo la scoperta della CMBR (Penzias e Wilson, 1965), si deve al satellite dedicato COBE (Cosmic Background Explorer) la determinazione del suo spettro, che risultò essere planckiano, in conformità con le predizioni della teoria del “big bang caldo” e delle sue anisotropie. Fra quelli successivi, l’esperimento BOOMERANG, è stato il primo a fornire evidenza sulla geometria globale dell’Universo; WMAP ha esteso tale evidenza basandosi su misure su tutto l’angolo solido. |
"Fisica in barca"
gira l'Italia con Adriatica (27 aprile 2009 - B. Poli) |
L'iniziativa
didattica-divulgativa promossa dall'INFN e ENEL è ripartita da La Spezia
per il tour d'Italia 2009. L'idea, nata al CERN da Paola Catapano, Patrizio Roversi e un gruppo di Bolognesi della sezione locale dell'INFN e dell'Università, ha riscosso un grande successo e ora è alla sua quarta edizione. Il progetto, che vede coinvolti gli studenti di scuola secondaria superiore, ha come intento far scoprire quanti aspetti di fisica (spesso così ostica e poco amata dai giovani) si nascondono in una cosa così piacevole come andar per mare con una barca a vela. E che barca a vela! Il natante in questione è infatti Adriatica, un veliero di 22 metri reso famoso dalla trasmissione "Velisti per caso" con Patrizio Roversi e Syusi Blady. Il programma prevede attività didattiche a terra e a bordo che saranno effetuate in 6 diversi porti: La Spezia, Civitavecchia, Napoli, Catania, Bari e Trieste. Ad ogni tappa un gruppo di studenti, accompagnato dai fisici dell'Infn, salperà con Adriatica e il suo equipaggio e navigherà fino al porto successivo. Le novità di quest'anno sono due: la prima, la partecipazione per tutti a gare a quiz di selezione, realizzate per individuare il gruppo che, di volta in volta, effettuerà la traversata; la seconda, il diario di bordo nel quale, durante il trasferimento, i ragazzi annoteranno i dati registrati da un un rivelatore di raggi cosmici realizzato dalla sezione INFN di Trieste. Per conoscere i dettagli sul progetto visita il sito dell'iniziativa: http://web.infn.it/fisicainbarca |
La materia oscura e
le galassie (24 aprile 2009 - S. Bergia e Z. Sahnoun) |
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Fig.1. Foto dell’ammasso di Galassie CL0024+17. Fig. 2: Anelli di materia oscura modellizzati attorno all'ammasso galattico CL0024+17. Clicca sulle immagini per ingrandirle. Credit: NASA, ESA, M. J. Jee & H. Ford et al. (Johns Hopkins U.) |
La
figura a lato riproduce
un
fotogramma preso dal telescopio
spaziale
Hubble. Perchè questa immagine, diffusa due anni
fa, è ancora così importante da un punto di vista
scientifico? Nella parte centrale dell'ammasso sono evidenti delle galassie di colore bluastro, distorte dal fenomeno noto come lente gravitazionale. Si tratta di un fenomeno previsto dalla teoria della relatività generale, che prevede che raggi di luce possano essere deflessi dall’azione gravitazionale: se un corpo di grande massa viene a trovarsi fra una sorgente di luce e l’osservatore, i raggi di luce provenienti dalla sorgente lontana vengono deviati amplificando e deformando il segnale luminoso, simile a quanto causato da una lente. Un altro possibile effetto delle lenti gravitazionali è quello di generare immagini multiple. In questo caso un’attenta analisi mostra che si hanno quattro distinte immagini di una galassia remota (sovrapponendo idealmente alla figura il quadrante di un orologio, esse sono disposte grosso modo su una circonferenza attorno al centro dell’ammasso in corrispondenza delle ore 4, 8, 9 e 10). Infine, un altro importante motivo d’interesse, è la nuova indicazione che tale ammasso di galassie fornisce per l’esistenza, la distribuzione e il comportamento di “materia oscura” nelle galassie e negli ammassi. La materia oscura è una componente di materia che manifesta i suoi effetti gravitazionali in molteplici fenomeni astronomici, ma che non emette luce (più in generale radiazione elettromagnetica di qualunque frequenza), per cui la sua natura deve essere diversa da quella della materia visibile. Nella Fig.2, la distribuzione della materia oscura, così come risulta dagli effetti gravitazionali calcolati che produce, è mostrata in azzurro sovrapposta a quella fornita dal telescopio (Fig.1). Questa distribuzione ha una tipica struttura ad anelli (l'anello più grande ha un diametro di ~2.6 milioni di anni luce), che ricorda quella delle increspature che si formano in uno stagno attorno al punto in cui vi si è lasciato cadere un oggetto. Gli astronomi hanno interpretato questo risultato come dovuto al comportamento della materia oscura nella collisione di due ammassi di galassie. |
Il quadrupede robot più
avanzato della terra! |
Si chiama Big Dog e ha la
taglia di un grosso cane o di un piccolo mulo. è il quadrupede
robot
più avanzato sulla terra sviluppato dalla Boston Dynamics,
società di ingegneria nata come spinoff del MIT, specializzata
in robotica e simulazione umana. Il quadrupede ha la capacità di camminare, correre e arrampicarsi su terreni molto scoscesi e impervi, addirittura sul ghiaccio, portando pesanti carichi. Il sistema di controllo della direzione avviene in remoto ma tutta la gestione e la coordinazione dei movimenti, dell'avanzamento e dell'equilibrio è a carico del sistema computerizzato di bordo. Il sistema riceve le informazioni per correggere l'assetto da sensori di forza, giroscopi laser e da un sistema di visione stereoscopica integrato. Guardando il filmato che mostra le capacità di Big Dog, salta subito all'occhio l'innaturale disposizione delle gambe: sembrano le gambe di due persone poste una di fronte all'altra, piuttosto che quelle di un quadrupede. La versione originale aveva ginocchia che piegavano nella stessa direzione, in analogia agli animali, ma ricerche ulteriori hanno mostrato che la mobilità migliorava se le gambe piegano in direzione opposte. BigDog viene sviluppato a scopo militare per conto della DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) e il suo obiettivo dovrebbe essere quello di alleggerire l'equipaggiamento che le truppe devono portare durante gli spostamenti. |
20esimo
Anniversario del World Wide Web |
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Lettera inviata dal Direttore
Generale del CERN: Le celebrazioni avranno luogo venerdì 13
marzo
2009 al "Globo" del CERN dalle ore 14:00 alle 17:30.
Consisteranno in brevi presentazioni di veterani del Web, una
presentazione principale di Berners-Lee che include una dimostrazione
con il browser originale e una serie di presentazioni di persone che
oggi fanno cose entusiasmanti (secondo Berners-Lee) con il Web. Poichè il 2009 è stato dichiarato dall'Unione Europea, Anno della Creatività e Innovazione, il 20esimo anniversario del Web sarà un opportuno promemoria sul potente ruolo che la creatività nella ricerca di base gioca come guida all'innovazione. » |
"La natura si fa
in 4" e "LHC,
la macchina del tempo e dei record" |
Questi sono i titoli delle due mostre curate dall'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che potremo visitare a Palazzo Re Enzo nel cuore di pixw a partire dal 12 marzo fino al 22 marzo 2009, nell'ambito della manifestazione "La scienza in Piazza" promossa dalla Fondazione Golinelli. Con "LA NATURA SI FA IN 4" avremo il modo di conoscere le quattro forze della natura, sperimentandone in molti casi gli effetti sul nostro corpo. Siete interessati agli effetti della forza elettro-magnetica e volete provare nuove esperienze? Basta che vi facciate rizzare i capelli in testa con il generatore di Van der Graaff. Vi piace sognare ad occhi aperti? Grazie ad un cartone animato accompagnati dall'inafferabile neutrino potrete avventurarvi in un viaggio fantastico dal Sole alla Terra per scoprire gli effetti prodotti dalla forza debole. Siete preoccupati del vostro peso? Troppo grassi? Troppo magri? Vi consigliamo di provare le bilance della Luna e di Marte...... E che dire di LHC, l'acceleratore più famoso al mondo? Pensato per tornare indietro nel tempo fino agli istanti iniziali dell'Universo, LHC è un vero e proprio tempio dei record. Lo sapevate che è al contempo il luogo più caldo e freddo del cosmo, che da solo produce informazioni pari al volume di dati di tutte le telefonate europee di un anno? Troverete questi ed altri numeri visitando la mostra LHC, LA MACCHINA DEL TEMPO E DEI RECORD, arricchita con modellini per comprenderne meglio la costruzione. Entrambe le mostre, allestite dalla Sezione INFN di Bologna, saranno aperte tutti i giorni; inoltre sono possibili per le scuole percorsi didattici su prenotazione. Per ulteriori informazioni: http://www.lascienzainpiazza.it |