One nerd to rule them all.

La foto di un atomo 13.02.18

Un atomo di stronzio fotografato da David Nadlinger
Un atomo di stronzio fotografato da David Nadlinger

David Nadlinger dell'Università di Oxford ha vinto il primo premio messo in palio dall'Engineering and Physical Sciences Research Council del Regno Unito per la migliore foto scientifica dell'anno.
La foto, intitolata Single Atom in a Ion Trap, mostra appunto un unico atomo di stronzio caricato positivamente catturato tra due elettrodi posti a una distanza di 2mm.
L'atomo, illuminato da un laser di colore blu-viola, assorbe e riemette le particelle luminose in modo sufficientemente rapido da consentire a una normale fotocamera di immortalarlo in una fotografia a lunga esposizione.

La fotografia è stata scattata il 7 agosto 2017 grazie a una Canon EOS 5D Mark II e un obiettivo Canon EF 50mm f/1.8 con l'illuminazione fornita da due flash con filtri gel colorati.

La struttura degli origami 31.10.17

Lo studio delle pieghe degli origami immaginati come atomi in un reticolo sta aiutando i ricercatori a scoprire i comportamenti complessi e strani nascosti in strutture semplici.

In 1970, an astrophysicist named Koryo Miura conceived what would become one of the most well-known and well-studied folds in origami: the Miura-ori. The pattern of creases forms a tessellation of parallelograms, and the whole structure collapses and unfolds in a single motion — providing an elegant way to fold a map. It also proved an efficient way to pack a solar panel for a spacecraft, an idea Miura proposed in 1985 and then launched into reality on Japan's Space Flyer Unit satellite in 1995.

Back on Earth, the Miura-ori has continued to find more uses. The fold imbues a floppy sheet with form and stiffness, making it a promising metamaterial — a material whose properties depend not on its composition but on its structure. The Miura-ori is also unique in having what's called a negative Poisson's ratio. When you push on its sides, the top and bottom will contract. But that's not the case for most objects. Try squeezing a banana, for example, and a mess will squirt out from its ends.

Researchers have explored how to use Miura-ori to build tubes, curves and other structures, which they say could have applications in robotics, aerospace and architecture. Even fashion designers have been inspired to incorporate Miura-ori into dresses and scarves.

Now Michael Assis, a physicist at the University of Newcastle in Australia, is taking a seemingly unusual approach to understanding Miura-ori and related folds: by viewing them through the lens of statistical mechanics.

Assis' new analysis, which is under review at Physical Review E, is the first to use statistical mechanics to describe a true origami pattern. The work is also the first to model origami using a pencil-and-paper approach that produces exact solutions — calculations that don’t rely on approximations or numerical computation.

La tesi di Stephen Hawking 23.10.17

La tesi di dottorato di Stephen Hawking sulle implicazioni dell'espansione dell'universo, discussa a Cambridge nel 1966, è gratuitamente scaricabile dal sito dell'università.

By making my PhD thesis Open Access, I hope to inspire people around the world to look up at the stars and not down at their feet; to wonder about our place in the universe and to try and make sense of the cosmos.
Anyone, anywhere in the world should have free, unhindered access to not just my research, but to the research of every great and enquiring mind across the spectrum of human understanding.

Each generation stands on the shoulders of those who have gone before them, just as I did as a young PhD student in Cambridge, inspired by the work of Isaac Newton, James Clerk Maxwell and Albert Einstein. It's wonderful to hear how many people have already shown an interest in downloading my thesis - hopefully they won't be disappointed now that they finally have access to it!

Breve storia delle onde gravitazionali 03.10.17

Il Washington Post ripercorre la storia, la teoria e la fisica delle onde gravitazionali, la cui scoperta è valsa il Premio Nobel per la fisica a Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish.

Gravity is invisible, as you may have noticed, and a little bit spooky, because it seems to reach across space to cause actions at a distance without any obvious underlying mechanism. What goes up must come down, but why that is so has never been obvious.

Physicists tell us there are four fundamental forces in the universe: Gravity, electromagnetism, the strong nuclear force and the weak nuclear force. Of these, gravity is the most anemic, and yet over cosmic expanses it has shaped the universe. In our solar system, it governs the planets and moons in their orbits. On Earth, it motivates the apple to fall from the tree. You can feel it in your bones.

Aristotle believed that an object fell to Earth because it sought its natural place. Heavier objects, Aristotle believed, fell faster; weight was an inherent property of the object.

In the late 16th and early 17th centuries, Galileo brought scientific experiments into the conversation, and he discovered that a heavy object and a light object actually fall at the same speed. [...]

Galileo also discovered that objects always fall with constant acceleration and along a parabolic curve. [...]

Then came Isaac Newton. In the second half of the 17th century, he developed a universal law of gravity. He calculated that the attraction between two bodies was equal to the product of their masses divided by the square of the distance between them. This is true on Earth as well as in space. It explains the tides. It explains the motions of the planets around the sun. This is a basic law of nature, true anywhere in the universe.

But even Newton admitted that he didn’t understand the fundamental nature of this force. Newton could describe gravity mathematically, but he didn’t know how it achieved its effects.

In the early 20th century, Albert Einstein finally came up with an explanation, and it's rather astonishing. First he grasped that gravity and acceleration are the same thing. His General Theory of Relativity, formulated in 1915, describes gravity as a consequence of the way mass curves "spacetime," the fabric of the universe. It's all geometry. Objects in motion will move through space and time on the path of least resistance. A planet will orbit a star not because it is connected to the star by some kind of invisible tether, but because the space is warped around the star.

Il paradosso dell'informazione del buco nero 26.08.17

Breve introduzione al paradosso dell'informazione del buco nero.

Il paradosso dell'informazione del buco nero (traduzione dell'inglese black hole information paradox) risulta dalla combinazione della meccanica quantistica e relatività generale. Implica che l'informazione fisica potrebbe "sparire" in un buco nero, permettendo a molti stati fisici di evolvere nello stesso identico stato. Questo è un argomento controverso poiché esso viola la dottrina comunemente accettata secondo la quale l'informazione totale riguardo a un sistema fisico in un punto temporale determinerebbe il suo stato in ogni altro tempo.

Nel 1975, Stephen William Hawking e Jacob Bekenstein mostrarono che i buchi neri irraggerebbero lentamente energia, e ciò pose un problema. Dal teorema dell'essenzialità, ci si aspetterebbe che la radiazione di Hawking fosse completamente indipendente dal materiale entrante nel buco nero. Ciò nondimeno, se il materiale entrante nel buco nero fosse uno stato quantistico puro, la trasformazione di questo stato nello stato eterogeneo della radiazione di Hawking distruggerebbe l'informazione riguardante lo stato quantico originale. Questo viola il teorema di Liouville e presenta un paradosso fisico.

Meccanica quantistica in pillole 27.07.17

Introduzione alla meccanica quantistica in 31 video. Il corso di ViaScience per aspiranti fisici o come utile ripasso in pillole.

Il lento viaggio della luce 24.01.17

La distanze siderali spiegate graficamente in questo video di Alphonse Swinehart che segue il viaggio della luce attraverso i circa 45 minuti del suo percorso dal Sole a Giove, per raggiungere 4 anni più tardi Proxima Centauri, la stella più vicina al sistema Solare, e 100.000 anni dopo il centro della nostra galassia.
Andromeda la più grande galassia vicina alla Via Lattea sarà raggiunta in 2,5 milioni di anni, mentre per arrivare alla galassia più distante mai osservata saranno necessari 32 miliardi di anni.

La formazione dei cristalli 22.09.16

Due affascinanti macro time lapse sul processo di cristallizzazione.

The subjects of this project were droplets of saturated aqueous solutions containing various inorganic salts (e.g. table salt, sodium sulfate etc.). The evaporation of water initiated the crystallization processes inside the droplets, which were captured by time-lapse photography.

Breve guida alle ipotesi di multiverso 30.03.16

Tra teoria delle stringhe, inflazione caotica e mondi-brana la BBC ha provato a fare chiarezza con una breve guida alle differenti teorie di multiverso, l'insieme delle dimensioni parallele coesistenti al di fuori del nostro spaziotempo postulate dalla fisica moderna.

The idea of parallel universes, once consigned to science fiction, is now becoming respectable among scientists – at least, among physicists, who have a tendency to push ideas to the limits of what is conceivable.

The trouble is, virtually by definition we probably cannot ever visit these other universes to confirm that they exist. So the question is, can we devise other ways to test for the existence of entire universes that we cannot see or touch?

Il termine multiverso è stato coniato nel 1895 dallo scrittore e psicologo americano William James. Tuttavia il concetto di pluralità di mondi simili alla Terra può essere fatta risalire già agli atomisti greci.
Un precursore del moderno concetto di multiverso è stato il filosofo rinascimentale Giordano Bruno.

Il primo studio rigoroso del concetto di multiverso fu proposto dal fisico Hugh Everett III nel 1957 nell'interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica.

On air 25.03.09

National Public Radio

The most successful hybrid of old and new media comes from the last place you'd expect. How NPR's digital smarts, nonprofit structure, and good old-fashioned shoe leather just might save the news.

Via Fast Company.

L'esistenza delle onde gravitazionali 11.02.16

Il New Yorker racconta la storia della ricerca della onde gravitazionali.

In fisica le onde gravitazionali sono onde di deformazione della metrica dello spaziotempo. La loro esistenza fu prevista nel 1916 da Einstein, nelle basi della sua teoria della relatività generale.

La teoria della relatività generale, infatti, prevede che masse accelerate interagiscano con il campo gravitazionale provocando la propagazione di onde, così come avviene per il campo elettromagnetico in presenza di cariche elettriche accelerate. La radiazione causata dall'accelerazione delle masse nello spaziotempo non è però di tipo elettromagnetico, ma gravitazionale. Al passaggio di un'onda (radiazione) gravitazionale, lo spaziotempo si contrae ed espande ritmicamente: questo effetto è però difficile da rivelare perché gli stessi rilevatori si contraggono ed espandono, solidali con lo spaziotempo.

Fronti d'onda di particolare ampiezza possono essere generati da fenomeni cosmici in cui enormi masse variano la loro distribuzione in modo repentino (e con un momento di quadripolo non nullo), ad esempio nell'esplosione di supernove o nella collisione di oggetti massivi.

Un secolo di studi e rilevazioni da Einstein all'interferometro LIGO.

A hundred years ago, Albert Einstein, one of the more advanced members of the species, predicted the waves' existence, inspiring decades of speculation and fruitless searching. Twenty-two years ago, construction began on an enormous detector, the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Then, on September 14, 2015, at just before eleven in the morning, Central European Time, the waves reached Earth. Marco Drago, a thirty-two-year-old Italian postdoctoral student and a member of the LIGO Scientific Collaboration, was the first person to notice them. He was sitting in front of his computer at the Albert Einstein Institute, in Hannover, Germany, viewing the LIGO data remotely. The waves appeared on his screen as a compressed squiggle, but the most exquisite ears in the universe, attuned to vibrations of less than a trillionth of an inch, would have heard what astronomers call a chirp -- a faint whooping from low to high. This morning, in a press conference in Washington, D.C., the LIGO team announced that the signal constitutes the first direct observation of gravitational waves.

La relatività generale spiegata in tre minuti 04.11.15

La relatività generale spiegata in tre minuti da Walter Isaacson, biografo di Albert Einstein.

10 esperimenti coi liquidi 27.08.15

La meccanica dei fluidi spiegata con dieci esperimenti sulle proprietà dei liquidi.

La storia della scoperta del neutrino 22.08.15

Io9 racconta in breve la storia di come si è giunti a dimostrare l'esistenza del neutrino, la particella di massa infinitesimale (all'epoca ritenuta priva) e carica elettrica nulla.

It's the early 1950s, and people pretty much agree that a neutrino exists. No one has found it, and because it's nearly massless and completley chargeless no one can figure out how to find it. Learn how two scientist finally managed it.

[...] So looking for a neutrino was, at the time, impossible. But Fermi had given the world clues as to how to find the neutrino when he described its power--including its power to turn a proton into a neutron. This was the key that allowed scientists to prove the neutrino existed.

La fisica di una bici 02.07.15

Il principio per cui una bici riesce a mantenersi in equilibrio da sola una volta raggiunta una determinata velocità spiegato da MinutePhysics.

Dimostrare Galileo nel vuoto 03.11.14

Nella più grande camera a vuoto al mondo, allo Space Power Facility della NASA, è stato ricreato l'esperimento basato sull'analisi della caduta dei gravi esposta da Galileo Galileo.
Una piuma e una palla da bowling sono state lasciate cadere simultaneamente nel vuoto atterrando contemporaneamente. L'esperimento, realizzato per la BBC, dimostra che tutti i corpi materiali cadono nel vuoto con la stessa accelerazione, indipendentemente dalla loro massa, come conseguenza dell'equivalenza tra massa gravitazionale e massa inerziale.

Lo stesso esperimento, utilizzando una piuma e un martello, era stato riprodotto dall'astronauta David Scott durante la missione lunare dell'Apollo 15.

Viaggi temporali 28.10.13

Tre semplici modi per viaggiare attraverso il tempo (li potete provare anche subito) e altri tre che potreste trovare non altrettanto semplici.

L'anomalia dei neutrini più veloci della luce 22.02.12

I neutrini non viaggiano più veloci della luce.
Il risultato di settembre sarebbe da attribuire a un'anomalia degli strumenti del CERN per rilevarne la velocità.

I neutrini che continuano a viaggiare più veloci della luce 18.11.11

Un nuovo esperimento tra il CERN di Ginevra e i laboratori dell'INFN al Gran Sasso conferma gli stupefacenti risultati che proverebbero la potenziale velocità superluminale dei neutrini.

Ancora più veloci della luce 23.09.11

Il CERN ha pubblicato il comunicato su quella che, se confermata, potrebbe essere la scoperta del secolo, la velocità superluminale dei neutrini.

Più veloci della luce 22.09.11

A quanto pare un fascio di neutrini può superare la velocità della luce.
La scoperta sarebbe da attribuire agli scienziati del CERN, in collaborazione con i Laboratori nazionali del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dopo tre anni di sperimentazioni.

Se la cosa venisse confermata la teoria della relatività speciale - la velocità della luce è rappresentata dalla costante c nella celebre equazione E=mc² - e il principio di casualità tornerebbero in discussione.

Iniziate a lucidare la DeLorean, potrebbe tornarvi utile.

Il verde livore 07.10.08

Glissate, dannazione. Glissate.

Non state a rosicare su di un Nobel mancato.
Sarebbe stato un gesto apprezzato.

L'interferometro laser LIGO 11.02.16

Descrizione della foto

Il LIGO, acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, l'osservatorio progettato dal California Institute of Technology (Caltech) e dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) e sponsorizzato dalla National Science Foundation per il rilevamento delle onde gravitazionali. La struttura, costruita a partire dal 2002, consiste in un gigantesco tunnel vuoto a forma di L. Ogni lato misura 4 km e alle estremità si trovano degli specchi sospesi. Il raggio laser nell'interferometro può rilevare le infinitesimali deformazioni dello spaziotempo causate dalle onde gravitazionali previste nel 1916 da Albert Einstein nella teoria della Relatività Generale.