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domenica 26 luglio 2015

il (non) carnevale della fisica #11

con @quantizzando @Scientificast @emanuelebalboni @md64 @elegantbear78 @mixmic76 @_juhan @MathisintheAir @peppeliberti @OggiScienza @AstronomicaMens @CasolinoMarco
In questi giorni di grandi telescopi e moderni metodi astronomici, sembra strano che nessuno sforzo vigoroso sia stato fatto per scoprire pianeti oltre l'orbita di Nettuno, che è oggi considerato l'estremo limite del sistema solare. E' stato notato che sette comete hanno il loro afelio in un punto che corrisponderebbe all'orbita di un pianeta che ruota intorno al sole a una distanza di circa 100 unità astronomiche (9300000000 miglia).
Ora molti hanno suggerito che un tale pianeta esiste, e ha catturato le comete con la sua attrazione gravitazionale. Ciò è probabile, così come Giove e altri influenzano gli afeli di molti vagabondi celesti. Chi vi scrive ha notato che un grande ammasso di comete intorno a un punto a 50 u.a., dove potrebbe ruotare un grande corpo. Se i grandi matematici dell'epoca provassero a calcolare le orbite da questi afeli, è in dubbio che essi possano avere successo; ma se tutti gli osservatori che possiedono camere celesti si unissero insieme e minutamente fotografassero l'eclittica, come viene fatto nella caccia agli asteroidi, tali corpi potrebbero essere rivelati sui loro piani di rotazione. Anche se non venisse fatta alcuna scoperta, le accurate fotografie stellari sarebbero quasi valse la pena del tempo e della fatica.
Questa è la traduzione di una lettera che Howard Phillips Lovecraft inviò alla rivista Scientific American e pubblicata il 16 luglio del 1906, essendo egli convinto dell'esistenza di un pianeta trans-nettuniano. Tale convinzione gli giungeva, come avete letto, dall'osservazione di un certo numero di comete che egli stesso aveva evidentemente effettuato presso il Ladd Observatory che il giovane, all'epoca non ancora scrittore, frequentava fin dal 1903 grazie all'interessamento di un amico di famiglia.
E' interessante osservare come il destino di Lovecraft si andò a incrociare con quello di un altro personaggio convinto dell'esistenza di un pianeta X: Percival Lowell, infatti, iniziò proprio nello stesso anno l'esame del cielo. Il destino dei due uomini si incrociò pure, in queste, ricerche: Lovecraft, infatti, andò ad assistere a una conferenza di Lowell, dove questi evidentemente spiegava le sue ricerche astronomiche.
Percival, però, non ebbe fortuna e a completare l'opera ci pensò, anche se in maniera indiretta, il fratello Lawrence, che finanziò un osservatorio intitolato a nome del fratello. E' qui che, nel gennaio del 1929, venne assunto Clyde Tombaugh proprio con lo scopo di scandagliare il cielo e cercare il fantomatico pianeta X. E il successo arrise al nostro dopo poco più di un anno, il 18 febbraio del 1930.
L'esperienza fu di un'emozione intensa, poiché la natura dell'oggetto era evidente a prima vista.
ricorda Tombaugh in un emozionante articolo in cui racconta le peripezie sulla scoperta di Plutone, il famoso pianeta X che Lovecraft, credendo nella sua esistenza, aveva trasformato in Yuggoth in uno dei suoi racconti più belli, Colui che sussurrava nelle tenebre, pubblicato dopo l'annuncio della scoperta ma che aveva iniziato a scrivere un mese prima dell'annuncio stesso:
Yuggoth ... è una strana sfera scura al'estremo limite del nostro sistema solare... Ci sono città immense su Yuggoth - grandi livelli di torri terrazzate costruite in pietra nera... Il sole splende senza essere più brillante di una qualsiasi stella, ma gli abitanti non hanno bisogno di luce. Essi hanno altri sensi più sottili, e non hanno finestre nelle loro grandi case e nei templi... I fiumi neri di pece che scorrono sotto quei misteriosi ponti ciclopiche ponti - cose costruite da una qualche razza più antica estinta e dimenticata prima che gli abitanti giungessero su Yuggoth dal vuoto fondamentale - dovrebbe essere abbastanza per rendere qualsiasi uomo un Dante o un Poe se egli riuscisse a mantenersi sano di mente abbastanza a lungo per raccontare quello che ha visto...
(da The Whisperer in Darkness, mia traduzione)
Tutto questo per introdurvi all'undicesima edizione, snella, questa di fine luglio, del (non) carnevale della fisica. Vuoi il caldo, vuoi il viaggio verso lidi calabresi, vuoi questo e altro ancora, l'edizione si concentrerà, con poche digressioni, ai due grandi eventi del mese: il PlutoFlyBy e la scoperta del primo pentaquark non-esotico presso l'LHCb.
Le due imprese, quella di NewHorizons e quella presso il CERN, sono accomunate da una sorta di desiderio di esprimere che la cosa non mi va giù tanto che non capisco perché si finanziano queste imprese invece di dare soldi agli artisti, per esempio quelli del teatro e del cinema (o qualcosa del genere), e allora mi sembra giusto iniziare da La straordinaria importanza di fare cose inutili di smarcell1961:
la cosa che veramente deprime è constatare come tanta gente non sappia provare stupore. Non sappia affascinarsi di fronte alla conoscenza. Alla bellezza della conoscenza. Per loro una fotografia dei dettagli della superficie di Plutone o del SUV appena uscito dall'autolavaggio scatenano le stesse emozioni. Vedere davanti a sé una pietra che proviene dalla luna, e che ha passato gli ultimi 4 miliardi di anni su un corpo extraterrestre, ha lo stesso fascino di un sasso raccolto ai giardini pubblici. Sapere che sappiamo fare esperimenti che ci mostrano come era l'universo 13 miliardi e mezzo di anni fa genera lo stesso interesse di una puntata di Oggi al Parlamento. Niente su cui valga la pena soffermarsi, niente su cui valga la pena provare interesse, per non dire meraviglia. Non cura le loro emorroidi, non aiuta la ricrescita dei capelli (perché se servisse a curare il cancro sarebbero comunque sospettosi, essendo probabilmente qualcosa di imposto da qualche multinazionale!) e quindi non serve. Che poi sia la finestra su un mondo che fino a ieri esisteva solo nell'immaginazione, e che pensavamo accessibile solo con la fantasia, per loro non è degno di interesse.
Chiarito il concetto, buttiamoci sul PlutoFlyBy con Sandro Ciarlariello:
Ecco, dunque, ho pensato di utilizzare un software della NASA che si chiama NASA's Eyes (e che chiunque può scaricare da qui). Grazie a questo software é possibile simulare quello che si vedrebbe se si fosse "a cavallo" della sonda New Horizons nei prossimi giorni; si va dall'incontro ravvicinato con Plutone e Caronte (una delle sue lune) fino ad osservare Plutone che eclissa il Sole. Quest'ultima cosa è molto importante perché in questo modo la luce del Sole, passando nell'atmosfera di Plutone, potrà fornire a New Horizons parecchi dati riguardo la struttura atmosferica del pianeta nano.
Meglio soli che nani
V'è Plutone, irriso astro nano,
che è creduto star solo e lontano.
Curioso destino,
ma a guardar da vicino
va tenendo Caronte per mano!
(limerick di Spartaco Mencaroni)
Pianeta nano? Tipo i nani di Biancaneve? O quelli di gesso che si mettono nei giardini delle ville? Magari in pose equivoche e inquietanti? Un buon modo per capire cosa sono i pianeti nani e quali sono le complicazioni sulla classificazione degli oggetti celesti è Pianeti, pianeti nani e pianeti nuovi di Andrea Bersani per Scientificast:
Ad oggi, quindi, nel sistema solare ci sono otto pianeti e cinque pianeti nani: oltre ai già citati Plutone e Eris, ci sono Haumea, Makemake e Cerere. Di questi, soltanto Cerere sta nel sistema solare interno, gli altri sono tutti oggetti transnettuniani. Oltre a questi, un'altra quindicina di oggetti sono sotto studio per stabilire se possono rientrare nella categoria o se devono accontentarsi di essere catalogati come "oggetti minori del sistema solare" (una definizione francamente un po' triste).
Nello specifico della classificazione del pianeta Plutone, vi segnalo Pianeta o pianeta nano? di Emanuele Balboni:
Ma, alla fine, è davvero così importante che Plutone sia considerato un pianeta nano piuttosto che un pianeta? Forse dal punto di vista mnemonico sì: se le classificazioni servono per ordinare e permetterci di ricordare meglio le cose, ha poco senso che vi sia un’unica classe con 13 corpi celesti, numero destinato certamente ad aumentare di molto mano a mano che migliora la nostra capacità di osservare le propaggini più esterne del Sistema Solare. Ma si tratta pur sempre di etichette.
Tra l'altro Plutone ha anche un'altra particolarità (e molte altre) dovuta al suo particolare rapporto con il suo satellite Caronte, come raccontato da Michele Diodati:
Partiamo da un dato di fatto. Plutone e Caronte possiedono una caratteristica unica nel sistema solare, condivisa, in misura minore, solo da un'altra coppia: quella formata dalla Terra e dalla Luna. Nel resto del sistema solare la massa dei satelliti è trascurabile rispetto a quella del pianeta intorno a cui orbitano, con un rapporto mai superiore a 1/4000. La nostra Luna e Caronte sono invece fuori scala rispetto agli altri satelliti: la Luna ha una massa pari a 1/81 di quella della Terra e Caronte arriva, addirittura, fino a un nono della massa di Plutone.
E visto che Lovecraft è spuntato nell'introduzione, ecco che ripesco per l'occasione Plutone e l'astronomia di H. P. Lovecraft di Albino Carbognani per il blog di Urania:
Naturalmente Lovecraft non aveva i mezzi tecnici per verificare la sua ipotesi, ma invitava gli astronomi suoi contemporanei a cercare un nuovo pianeta lungo la fascia dell'eclittica, impiegando la stessa tecnica utilizzata per gli asteroidi. Evidentemente, aveva a disposizione un elenco delle comete allora conosciute, con tanto di elementi orbitali, e aveva tracciato un diagramma con la posizione dei perieli in funzione della distanza dal Sole. In effetti la concentrazione di afeli a 50 UA è davvero presente. Tutto sommato, niente male per una persona che detestava la matematica e la geometria.
E il solitario di Providence è anche citato in Pluto! di un mixmic sempre sul pezzo:
L'esistenza di Plutone era stata già ipotizzata anni prima da diversi ipotizzatori, tra i quali anche lo scrittore americano Howard Phillips Lovecraft, il quale era convinto che il misterioso pianeta fosse abitato da orribili creature fungiformi e maleodoranti dalle abitudini disgustose. Lui le chiamava "democratici".
Un paio di link di questa edizione vengono dai suggerimenti #79 del buon Juhan, e quindi chiudo la sezione spaziale con un post d'archivio dedicato ai marziani, e non solo:
Possiamo così passare a Percival Lowell, (1855 - 1916). È meno rigoroso di Schiaparelli ma ha diversi vantaggi: è fratello del presidente della Harvard University, proviene da una famiglia ricca di Boston. Subisce l'influenza di pseudoscienze occulte e di divulgatori à la Giacobbo come Camille Flammarion (non erano ancora di moda divulgatori seri come Piero Angela o scienziati capaci di raccontare anche a noi quello che fanno, per esempio Carl Sagan, Neil deGrasse Tyson, Amedeo Balbi e Marco Delmastro per citarne alcuni) e finisce per fondare l'osservatorio Lowell di Flagstaff in Arizona. Lui ai canali (chiamati in inglese canals, quindi artificiali; quelli naturali sono channels) ci crede. E trova Marte pieno di configurazioni non naturali. Ecco, i marziani.
Prima di passare al pentaquark, però, permettetemi una digressione quantistica, che dovete prendere come una vera e propria introduzione all'argomento. Iniziamo con La creazione passa per la distruzione... delle certezze: Meccanica Quantistica e Matematica di Nunzia Marotta su Math is in the air:
Qual è la soluzione al rebus? Ad avercela... Partiamo dal presupposto che quando si modellizza un evento il modello che si propone è solo una copia, più o meno dettagliata, della realtà. Quindi la risposta è che ora il modello ci permette di capire solo alcuni atteggiamenti in determinate condizioni delle nano particelle ma non certo di capirne appieno la loro natura.
Studiare ciò che non è visibile agli occhi è un lavoro difficile , soprattutto se l'occhietto del delfino curioso influenza l'andamento dell'evento stesso, e richiede una forte astrazione, un intuito non dettato da stereotipi e capace di creare dal nulla. In pratica dobbiamo abbandonare tutto ciò che si conoscere ed abbracciare le idee più surreali, nella speranza che tra queste si nasconda la verità!
Al netto di alcune incertezze (tipo l'orbita in luogo dell'orbitale, o della non troppo soddisfacente spiegazione dell'esperimento della doppia fenditura) è sicuramente un buon punto di partenza, a cui affianco molto volentieri la ristampa su Medium di un classico di Peppe Liberti, Catalogazioni:
I fisici, lo sapete, hanno l'abitudine di regalare ai nomi delle particelle, composte o elementari che siano, il suffisso -one. Non è un accrescitivo o un dispregiativo ma si usa per mettere in evidenza la qualità fondamentale di un oggetto fisico o etichettare una comunità di oggetti che hanno tutti le stesse caratteristiche.
Più o meno direi che siete pronti per affrontare il pentaquark:
Una rivoluzione, non proprio, ma una nuova particella che pareva illusoria. I settecento fisici circa che al CERN lavorano con il rilevatore LHCb - dove la b sta per il quark bellezza - hanno messo ieri sera su arXiv l'analisi dei dati presi per tre anni durante il primo giro (run 1) del collisorone
Così scrive Sylvie Coyaud che in una incredibile (per lei) semplificazione assegna la previsione del pentaquark a Murray Gell-Mann che ha solo sviluppato la prima versione del modello a quark insieme con Zweig, introducendo il nuovo numero quantico del sapore, per poi raffinarlo definitivamente con Fritzsc con il quale introdusse il colore. Nasceva la cromodinamica quantistica. E, come correttamente scrive Cristina Da Rold su Oggiscienza:
Il modello di Gell-Mann prevedeva infatti anche strutture come il pentaquark, composto da quattro quark e un antiquark, ma fino a oggi non si era andati oltre l'ipotesi.
E' infatti all'interno di questo modello che, tra il 1977 e il 1979, Jaffe e Strottman scoprono la possibilità teorica (o prevedono) del pentaquark, così chiamato da Lipkin nel 1987. Questa particolare particella, che potrebbe essere descritta o come una sorta di sacca contenente 4 quark e un anti-quark, o come una molecola mesone-barione, si potrebbe presentare in uno stato non esotico (il sapore dell'antiquark è l'opposto del sapore di uno dei quark presenti) o in uno stato esotico (l'antiquark ha un anti sapore differente dai quattro sapori presenti). Maggiori dettagli su Quarks of power, scritto dal sottoscritto e in inglese (e quindi unica diversione sul predominio della lingua italiana).
E il pentaquark scoperto a LHCb è un antiquark non esotico, e potrebbe essere il primo di una serie interessante di annunci per il futuro, visto che, come ci ricorda Corrado Ruscica, è apparso un misterioso segnale nei dati di ATLAS e CMS:
Durante il Run 1 è stato osservato un “segnale”, o bump, che sta facendo incuriosire i fisici del Large Hadron Collider (LHC) che lavorano agli esperimenti ATLAS e CMS. Nel mese di Luglio 2014, gli scienziati di CMS lo hanno riportato per primi, ma dato che era troppo debole e insignificante essi lo hanno scartato classificandolo come fluttuazione statistica. Tuttavia, di recente anche ATLAS ha confermato la presenza di un bump all'incirca nella stessa posizione e questa volta si tratta di un segnale più grande e più forte.
Chiudo in leggerezza con il terzo racconto (di una serie) di Marco Casolino, Il microonde:
Lei portò le braccia sui fianchi, sbuffò, e rispose: "Ma per favore, la frequenza del forno è la stessa dei cellulari, per dissociare le molecole dovrebbe essere per lo meno nell'infrarosso. Le microonde fanno solo agitare le molecole d'acqua nei cibi, grazie al fatto che si comportano come dipoli elettrici. È l'agitazione delle molecole a scaldare il cibo".
Con questo direi che per questo mese è tutto. Il prossimo appuntamento sarà a settembre e non ad agosto, perché tra caldo e internet a chiavetta di questo mese non credo di riuscire a proporvi un (non) carnevale decente quanto questo. Le possibilità per avere l'edizione di agosto sono due: o vi proponete, baldi blogger, per ospitare l'edizione augustea, oppure, in deroga alle usuali regole, mi inviate un link a testa.
Altrimenti ci si legge a fine settembre!

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