Filippo Bonaventura

In principio fu il Big Bang. Poi, come sappiamo, la trama dello spazio-tempo cominciò a espandersi. Oggi sappiamo che questa espansione non ha sempre avuto lo stesso ritmo: a un certo punto della sua storia, infatti, l’universo è passato da una fase di espansione rallentata a una fase, che dura ancora oggi, di espansione accelerata. Ma la storia potrebbe essere ancora più complessa.

Vedere, guardare si avvicina molto a quella che potremmo definire un’uscita editoriale irrinunciabile nell’anno internazionale della luce. Ci sono tantissimi modi per affrontare questo argomento, che è così vasto e articolato: uno di questi, adottato dall’autore, consiste proprio nel raccogliere tutto il possibile e provare a raccontarlo in maniera semplice, chiara e avvincente. Questa è l’operazione di Vedere, guardare.

È senza dubbio l’esperimento scientifico più famoso al mondo. Con i suoi 27 km di tunnel sotterraneo a cavallo del confine franco-svizzero, il Large Hadron Collider è la macchina più grande e complessa mai costruita dall’uomo, che ha fatto parlare di sé l’intero pianeta quando, nel luglio del 2012, il CERN di Ginevra ha annunciato la scoperta del bosone di Higgs, l’ultimo pezzo mancante del Modello Standard delle particelle elementari.

Non si potrebbe immaginare regalo più bello, per l’Anno Internazionale della Luce, di una immagine della luce come non si era mai vista prima. È proprio quello che è successo: un team di ricercatori del Politecnico di Losanna, guidato dall’italiano Fabrizio Carbone, è riuscito a produrre una rappresentazione della luce mentre mostra in un colpo solo le sue due nature: quella ondulatoria (radiazione elettromagnetica) e quella corpuscolare (fotoni).

Abbiamo aspettato un po', ma ne è valsa la pena. Il 5 febbraio il team Planck ha rilasciato l’analisi completa dei dati raccolti durante i 5 anni di vita del satellite europeo. Il satellite dell’Agenzia Spaziale Europea ha analizzato il cielo in lungo e in largo per studiare con una precisione senza precedenti la radiazione cosmica di fondo (CMB), la “prima luce dell’universo” nella banda delle microonde prodotta appena 380.000 anni dopo il Big Bang.

Il mondo della fisica è in lutto. Il 27 gennaio, all’età di 99 anni, si è spento in California Charles Hard Townes, professore emerito alla Berkeley University e Premio Nobel per la Fisica nel 1964 per l’ideazione del meccanismo di funzionamento del laser.

Si chiama Physic World 2014 Breakthrough of the Year il riconoscimento che Physics World, rivista mensile dell’Institute of Physics, ha assegnato questo 12 dicembre a quella che ritiene la maggiore notizia nel campo della fisica nel corso del 2014. I criteri di attribuzione erano: la rilevanza della ricerca, il progresso nella conoscenza scientifica reso possibile, il rapporto tra aspetti teorici e sperimentali, e in generale l’interesse della notizia nel panorama della fisica contemporanea.

È stata scelta una città italiana, Ferrara, per presentare in anteprima mondiale gli ultimi risultati della missione europea Planck. Dal 2009 al 2013, il satellite dell'ESA ha osservato il cielo a 9 frequenze tra i 30 e gli 857 MHz, analizzando con straordinaria precisione la radiazione cosmica di fondo (CMB), quel “bagno elettromagnetico” nella banda delle microonde che permea l’intero cosmo e risale ad appena 380.000 anni dopo il Big Bang.

Il chimico russo Mendeleev costruì la tavola periodica degli elementi organizzandoli in uno schema geometrico che ne riproduceva le proprietà chimiche. Per mantenere la periodicità dello “schema”, Mendeleev decise di lasciare vuote alcune posizioni: pensava che dovessero esistere degli elementi, all’epoca non ancora noti ma di cui era in grado di predire le proprietà. Tra questi elementi c’era quello che oggi chiamiamo gallio.

Esistono universi paralleli? La domanda è tra le più “grandi” che siano emerse dalla fisica del ventesimo secolo, e il dibattito è ancora aperto. Il contributo più recente viene da due fisici australiani, Howard Wiseman e Michael Hall, e uno statunitense, Dirk-André Deckert, con un articolo pubblicato qualche giorno fa su Physical Review X.

Correva l’anno 1974 quando Stephen Hawking diede il suo contributo più significativo alla fisica teorica e all’astrofisica, dimostrando che i buchi neri non sono poi così “neri”. Maneggiando mirabilmente relatività generale e teoria quantistica dei campi, il fisico britannico appurò che i buchi neri possiedono entropia, e pertanto emettono radiazione secondo i principi della termodinamica. L’emissione di luce e particelle da parte dei buchi neri prende il nome di “radiazione di Hawking”.

Ogni volta che in fisica viene scoperta una nuova particella è una buona notizia: se questa particella disturba le teorie fisiche in vigore, dà l’opportunità di migliorarle; se le conferma, ne mostra la validità.

«C’è un concetto che corrompe e altera tutti gli altri. Non parlo del Male, il cui limitato impero è l’etica; parlo dell’Infinito.» A scriverlo è Jorge Luis Borges, lo scrittore che forse più di ogni altro ha ricreato nella propria opera il senso di inquietudine e di angoscia che la mente umana prova di fronte al concetto di infinito.
Ma l’infinito non è soltanto quello spettrale e claustrofobico raccontato dal celebre scrittore argentino.

Stephen Hawking e il bosone di Higgs: due veri e propri “blockbuster” della fisica contemporanea. Tuttavia, il loro rapporto (o meglio, quello dello scienziato britannico con il celebre bosone) sembra piuttosto tormentato.

Immaginate un sistema di propulsione che funzioni senza carburante. Immaginate che qualcuno lo costruisca per davvero, e che lo faccia esaminare addirittura dalla NASA. Immaginate che la NASA lo analizzi con grande precisione e dica che effettivamente funziona, ma non si sa come né perché. Fantascienza? Balla colossale? Forse sì, forse no. Per provare a capirci qualcosa, però, dobbiamo raccontare la storia dall’inizio.

Nessuno tocchi Newton

Anno 1015: lo studioso persiano Ibn al-Haytham compie i primi studi sistematici sull’ottica, dando di fatto inizio a questa disciplina scientifica. Anno 1915: Albert Einstein pubblica la teoria della relatività generale, il cui germe iniziale fu proprio una riflessione del fisico tedesco sulla velocità della luce. Anno 1965: il cinese Charles K. Cao compie le prime ricerche sulla trasmissione della luce attraverso fibre ottiche.

Pensando alla struttura molecolare di un materiale, la forma più semplice che ci viene in mente è quella cristallina: gli atomi che compongono un cristallo si dispongono in una struttura tridimensionale perfettamente ordinata e spesso semplice. L’esempio più comune è il sale da cucina, o cloruro di sodio, i cui atomi formano “griglie” regolari che danno ai cristalli di quel materiale la tipica forma cubica.

La notizia sta facendo letteralmente il giro del globo: come annunciato dal comunicato stampa della Reading University, in Gran Bretagna, sabato 7 giugno un chatbot (ovvero un programma sviluppato per simulare una conversazione umana) ha superato per la prima volta nella storia il test di Turing.

I fisici l’hanno già battezzata “depressione post-Higgs”. Stiamo parlando della reazione da parte della comunità scientifica alla sensazionale scoperta del bosone di Higgs, nell’estate del 2012. Reazione che apparentemente può sembrare paradossale: se il bosone di Higgs rappresenta l’ultima e definitiva pietra nel castello del modello standard delle particelle elementari, come si può parlare di ”depressione” in seguito alla sua scoperta?

I modi B gravitazionali rilevati dall’esperimento BICEP2 costituiscono una scoperta sensazionale poiché rappresentano la prova dell’inflazione cosmica, ma c’è chi sostiene che potrebbero essere in realtà qualcos’altro.

La scoperta di modi B prodotti da onde gravitazionali primordiali nella radiazione cosmica di fondo, annunciata il mese scorso dal gruppo di ricerca di BICEP2, ha avuto l’effetto di infiammare la comunità internazionale dei cosmologi.

Carlo Rovelli è un importante fisico teorico e filosofo della scienza che vive e lavora in Francia. Si occupa di gravità quantistica, ovvero quella linea di ricerca che tenta di rendere consistenti tra loro le due grandi teorie del Novecento: relatività generale e meccanica quantistica.

Non si sono fatte attendere le prime reazioni da parte della comunità scientifica alla scoperta, annunciata la settimana scorsa, dei modi B primordiali nella radiazione cosmica di fondo tramite le osservazioni dell’esperimento BICEP2.