La Fisica, avventura della mente. P. Bernardini Dipartimento di Fisica Università di Lecce 1/29
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1 La Fisica, avventura della mente P. Bernardini Dipartimento di Fisica Università di Lecce 1/29
2 Galileo Galilei ( ) e il metodo scientifico moderno 1. Osservazione e riproduzione in laboratorio dei fenomeni 2. Loro descrizione quantitativa / Elaborazione di una teoria 3. Predizione quantitativa di nuovi fenomeni osservabili 4. Verifica sperimentale (successo o fallimento della teoria) 2/29 processo circolare
3 Sintesi del seminario La luce, ovvero più veloce non si può! L enigmatica DaMa e le stelle di periferia Due culture? 3/29
4 Più veloce non si può... 4/29
5 Alla ricerca del vento di etere 5/29
6 Esperimento di Michelson e Morley (1887) specchio separatore di fascio cannocchiale specchio 6/29 sorgente luminosa
7 Si vuole osservare lo spostamento n delle frange Terra in movimento (velocità = 30 km/s) nell etere immobile n = 0.40 n = 0.01 Misura compatibile con 0 entro l errore L etere luminifero non esiste La velocità della luce nel vuoto ( c = 300 mila km/s ) non dipende dal sistema di riferimento 7/29
8 Einstein e la relatività ristretta (1905) 1. Tutti i sistemi di riferimento inerziali sono equivalenti rispetto alle leggi della fisica 2. La velocità della luce nel vuoto ha sempre lo stesso valore (c = km/s) 8/29
9 Gedanken Experiment (osservatore A) i segnali luminosi, emessi simultaneamente, raggiungono simultaneamente i due rivelatori A 9/29
10 Gedanken Experiment (osservatore B) V V V 10/29 B i segnali luminosi sono emessi simultaneamente, il rivelatore di sinistra viene raggiunto prima di quello di destra
11 trasformazioni galileiane trasformazioni di Lorentz x = x + B A y = y B A V t x = + ( ) γ x V t B A A y = y B A z = z B A Il tempo non ha più valore assoluto z = z B A t B dove V x = γ t + A 2 c γ = 1 1 V c 2 2 A 11/29
12 Conseguenza : gli orologi in movimento rallentano rispetto a quelli a riposo Paradosso dei gemelli 12/29
13 B. Rossi, D.B. Hall 1941 Esperimento sul tempo di vita dei muoni Sciame innescato dai raggi cosmici v c I muoni sono i gemelli Alcuni vengono fermati a 2000 m di quota Decadimento del muone Altri continuano a viaggiare alla velocità della luce rivelatore a scintillazione 13/29
14 misure a 2000 m di quota Tempo (µs) Sopravvivenza (muoni/ora) Al livello del mare misurati 400 muoni/ora Tempo necessario per arrivare al livello del mare : 6.5 µs Risultato coerente con la relatività ristretta Per l orologio l dei muoni in volo sono trascorsi 0.7 µs 14/29
15 La Dama e le stelle di periferia 15/29
16 Keplero Newton r v = GM r 16/29
17 17/29 I dati sperimentali si spiegano ipotizzando l esistenza di un alone di materia non visibile DArk MAtter circa 97% della materia totale
18 Alla ricerca di oggetti massivi come Lenti Gravitazionali MACHO (MAssive Compact Halo Objects) la gravità piega i raggi luminosi osservazione dell aumento di luminosità di una stella 18/29
19 Materia visibile 3 % 19/29 Corpi celesti (Macho) Materia ordinaria (protoni, neutroni...) 17 % Buchi neri Neutrini massivi Materia non barionica 80 % WIMPs Buchi neri primordiali
20 Laboratori Sotterranei del Gran Sasso Esperimento DAMA 20/29 χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ χ
21 Osservato un segnale stagionale 1 anno La ricerca della Dark Matter continua... 21/29
22 Due culture? Differenze nel linguaggio, nelle metodologie ed anche nelle finalità 22/29
23 In Italia scuola e cultura sono ancora condizionate dalla controversia tra Benedetto Croce e Giovanni Gentile, da una parte, e Federigo Enriques, dall altra La contesa si sviluppò sul riconoscimento del valore culturale della scienza 23/29
24 E giusto distinguere due culture? fatti non foste a viver come bruti, ma per seguir virtute e canoscenza 24/29
25 I premi Nobel italiani Letteratura 6 Fisica 5 Medicina 5 Chimica 1 Economia 1 Pace 1 25/29
26 Gli italiani e il premio Nobel per la fisica G. Marconi nel 1900 per la telegrafia senza fili E. Fermi nel 1938 per la radioattività artificiale indotta da neutroni E. Segrè nel 1959 per la scoperta dell antiprotone C. Rubbia nel 1984 per la rivelazione delle particelle mediatrici dell interazione debole R. Giacconi nel 2002 per le scoperte nel campo dell astronomia X 26/29
27 La ricerca scientifica è fantasia elabora nuovi linguaggi mette in discussione teorie generalmente condivise accetta le sfide tecnologiche e conoscitive più ardue 27/29 è motivata più dalla curiosità intellettuale che non dalla ricerca di applicazioni pratiche
28
29 ( ) γ + m Ψ = 0 µ µ E = 1 c B t 2 E = mc F = ma S TOT 0 29
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