Carnevale della Fisica #18

Benvenuti alla 18.ma edizione del Carnevale della Fisica, uno dei 4 Carnevali scientifici italiani, il secondo a nascere dopo quello della Matematica (l'edizione di maggio sarà ospitata sempre su questo blog!).
Come vedrete il materiale iconografico di supporto l'ho pescato soprattutto dal mondo dei fumetti, quindi è d'obbligo informarvi che, non volendo ripetere per ogni immagine il solito messaggio, lo scrivo qui una volta per tutte: il copyright delle immagini è degli aventi diritto (autori o aziende che siano).
A questo aggiungo poi che i contributi dei carnevalisti sono distribuiti con le rispettive licenze (fare riferimento ai blog linkati), mentre il Carnevale stesso appartiene, semplicemente, a tutta la comunità dei carnevalisti e non solo a chi lo ospita! Quindi non dimenticatevi di lasciare un riferimento anche al sito ufficiale del Carnevale!

Prima di gettarci nei contributi, però, diamo uno sguardo alla Storia: iniziamo con gli eventi che hanno caratterizzato il 30 aprile (pesco qua e là dalla wiki)

Nel 1279 un forte terremoto colpisce gli appennini umbro-marchigiano e tosco-emiliano;
Nel 1789 George Washington presta giuramento come primo presidente degli Stati Uniti d'America;
Nel 1904 si apre l'Esposizione Mondiale di Saint-Louis;
Nel 1993 il CERN, dove è stato inventato, annuncia che il world wide web, la struttura della rete, sarà gratuita per tutti!
Tra i nati del giorno non si possono non ricordare Brisson (1723), Gauss (1777), Corbino (1876), Shannon (1916).
Il 18.mo Nobel per la Fisica va a Johannes Stark nel 1919 per l'effetto Stark-Lo Surdo. Ed è proprio a un premio Nobel che è dedicata questa edizione del Carnevale!

Claude Cohen-Tannoudji è un fisico algerino nato il 1° aprile del 1933, a Constantia. Visto che a quell'epoca non tanto lontana l'Algeria era ancora una colonia francese, Claude è ricordato come fisico francese. Bando, però, a polemiche politiche e coloniali del passato, concentriamoci sul fisico: dopo aver concluso gli studi superiori ad Algeri, Cohen-Tannoudju si trasferisce a Parigi per frequentare la scuola Normale Superiore. Dopo varie vicissitudini legate alla guerra d'Algeria, ottenne il dottorato nel 1962 per iniziare poi ad insegnare meccanica quantistica presso l'università di Parigi.
Nel 1973 diventa professore presso il Collège de France e successivamente apre un laboratorio insieme con Alain Aspect, Christophe Salomon e Jean Dalibard dove continuò i suoi studi sul laser, in particolare su raffreddamento e intrappolamento degli atomi per mezzo dei laser. Proprio grazie a questi studi gli venne assegnato il Nobel per la Fisica nel 1997 insieme a Steven Chu e William Phillips.
Questo illustre compleanno di inizio mese ha ispirato il tema portante di questa edizione del Carnevale, il laser che ci viene spiegato in questo comic poster di Jorge Cham uscito per PhD comics:

Del laser si è festeggiato il 60.mo compleanno giusto lo scorso anno (i più pignoli diranno che non è così semplice associare il laser ad Alfred Kastler, però le feste sono state fatte lo scorso anno...): è un dispositivo che, sfruttando la meccanica quantistica, riesce a creare un raggio di luce coerente, monocromatica e collimata.
Si contano moltissimi usi di questo eccezionale strumento sia nella vita quotidiana sia nel mondo della ricerca, che però non vi anticipo visto che molti saranno esplorati nei contributi che seguiranno. Il laser, però è stato molto usato anche dalla fiction, in particolare dal cinema: si ricordano ad esempio le spade laser in Guerre Stellari, o le pistole laser di serie come Spazio 1999 o Star Trek (se la memoria non mi difetta). Tra i primi e più famosi, però, c'è anche uno dei più bei film della serie 007: sto parlando di Missione Goldfinger del 1964. Lo spunto mi viene da Piero Patteri, che però pesca dalla sua memoria disneyana una storia dell'anno prima, Topolino e il raggio scarlatto di Abramo e Giampaolo Barosso per i testi e del Maestro Luciano Gatto per i disegni, e pubblicata sull'Almanacco Topolino n.83 del novembre 1963. Una sorta di piccolo scoop o di riscoperta di una vecchia storia fatta proprio da Piero in occasione di questo Carnevale, che così viene ancora di più impreziosito!
Per maggiori dettagli e per alcuni scan sulla storia, vedete la breve scheda che ho pubblicato ieri.

Tra le storie disneyane che, recentemente, presentano riferimenti al laser mi vengono in mente, principalmente per averle lette, La guarnigione segreta della serie de I Signori della Galassia di Giorgio Pezzin per i disegni di Massimo De Vita, dove ad un certo punto, in un guizzo di genialità da parte dei due autori, Topolino, maldestro utilizzatore della spada laser, incendia la pagina di Topolino mentre sta combattendo contro i nemici.
Altro riferimento al laser o a qualcosa del genere se non ricordo male si trova anche in Paperino e la terra della rocciafiamma di Giorgio Figus e Roberto Marini, pubblicata in 4 parti sui Topi 1938-1939, che ha avuto anche un seguito ben 5 anni più tardi sui Topi 2239-2240:

Anche nel campo della letteratura, però, ci sono riferimenti al laser. I più interessanti, però, sono quelli precedenti al 1950: forse ispirati dalle ipotesi teoriche di Albert Einstein del 1917, due illustri scrittori descrissero qualcosa di simile. Sto parlando di Bulgakov nel 1925 (Fatal Eggs) e Tolstoy nel 1927. In particolare a quest'ultimo romanzo dedica il suo contributo Lucia Marino, L'iperboloide dell'ingegner Garin, che poi è anche il titolo del romanzo di Tolstoy: siamo agli albori della fisica moderna, ma anche a quelli della fantascienza per un post gustoso e interessante al quale non si poteva non dare l'onore e l'onere di aprire un Carnevale dedicato al laser!
Ah! Per i pignoli di cui sopra, risale al 1928, ovvero l'anno dopo del romanzo di Tolstoy, l'osservazione da parte di Rudolf W. Ladenburg di un fenomeno di emissione stimolata.

Topolino e il raggio scarlatto

Piccolo anticipo del Carnevale della Fisica di domani con alcuni scan che mi ha mandato l'amico Piero Patteri: al buon Piero avevo chiesto un aiuto per trovare un Topolino che bruciava la pagina del suo settimanale con una spada laser, usata con grande maldestritudine, però il nostro mi/ci fa un regalo ancora più prezioso: gli scan di Topolino e il raggio scarlatto, storia di Abramo e Giampaolo Barosso per i disegni del Maestro Luciano Gatto uscita sul n.83 di Almanacco Topolino (novembre 1963):

Il raggio scarlatto del titolo è in effetti un raggio laser che i nostri eroi, Topolino insieme con l'immancabile Pippo, vedono in azione per la prima volta quando il raggio aggancia uno sfortunato aereo:

Ovviamente dietro questo raggio scarlatto si nasconde il solito scienziato pazzo che nella sequenza che segue, oltre a spiegare il suo piano ai nostri eroi, parla esplicitamente di laser:

La storia è stata ristampata una sola altra volta, nel 2005, sul 18.mo numero de Le Imperdibili. E' stata stampata in vari paesi del mondo, ottenendo ben 3 edizioni in Finlandia e 4 in Francia.

Tribunzio e i Garamanti

Questa strana macchina, una sorta di macchina di Goldberg, fa bella mostra di sé all'inizio della storia Tribunzio e i Garamanti pubblicata recentemente sul blog Corrierino e Giornalino.
Originariamente uscita sul Corriere dei Piccoli dal dal nº 43 del 23 ottobre 1966 al nº 6 del 5 febbraio 1967, è stata realizzata da Vezio Melegari per i testi e Leone Cimpellin per i disegni. Il fumetto di Tribunzio, per quel poco che ho letto del personaggio, mi sembra la risposta italiana ad Asterix, e quindi il divertimento è assicurato!

Per maggiori dettagli, passate da Luca Boschi.

Sulla fattibilità della fusione laser

Su Physical Review Letters sono usciti a fine febbraio due articoli della facility statunitense NIF. Nei due articoli si esaminano i primi dati sul riscaldamento della cavità, contenente elio, e colpita da 192 fasci laser, che attivano la reazione di fusione all'interno della cavità stessa. I dati rilasciati sembrano indicare che la strada per la fusione laser sia quella giusta.

Con l'avanzare del progresso scientifico e la necessità di dover sviluppare una tecnologia sempre più avanzata per verificare nuove teorie che spiegano vecchie osservazioni e indicano le nuove strade, sorge anche la necessità di sviluppare modelli numerici in grado di essere utilizzati dagli sperimentali per un confronto immediato dei propri risultati. Questa è una necessità, ad esempio, molto diffusa tra gli sperimentali delle alte energie, però anche in un campo come la modellizzazione degli atomi, oggetti di cui riteniamo di conoscere più o meno tutto. In particolare vorrei soffermarmi su due modelli simulativi (o algoritmi per computer, come preferite) in particolare, i modelli XSN e DCA.
Iniziamo con XSN, di cui sono riuscito a recuperare un articolo completo⁽²⁾:
Innanzitutto partiamo da un gas a densità uniforme. Nel modello si suppone che i cambiamenti di tipo radiativo e idrodinamico che avvengono all'interno del gas sono molto più lenti del tempo dovuto a una distribuzione di velocità maxwelliana sia per gli ioni, sia per gli elettroni. Ci si pone, poi, all'equilibrio cinetico, ovvero le temperature cinetiche $\theta$ di ioni ed elettroni sono identiche.
Per calcolare la successiva evoluzione del gas si usa le equazioni per il trasporto e il riscaldamento della materia, includendo anche termini che descrivono le proprietà radiative del plasma. I coefficienti di assorbimento ed emissione sono funzioni del numero di legami e di elettroni liberi per atomo. Le popolazioni sono poi determinate dai processi di distacco e ricombinazione, sia dovuti alle radiazioni sia dovuti agli urti. Poiché le popolazioni sono parzialmente determinate dalla radiazione, non si possono calcolare a meno di non specificare il campo della radiazione.
Nell'approssimazione nota come equilibrio locale termodinamico (local thermodynamic equilibrium - LTE), le popolazioni sono quelle che ci sarebbero se l'equilibrio termodinamico fosse alla temperatura cinetica locale $\theta$. Ciò sarebbe corretto se la radiazione fosse di tipo planckiano o se fossero dominanti i processi di collisione elettroni-ioni. Questo assunto consente di utilizzare le equazioni di Boltzman-Saha che sono funzioni solo della composizione elementare, della densità di massa e della temperatura.
Supponiamo, però, che la radiazione sia non-planckiana e che i tassi di transizione radiativa non siano inferiori a quelli collisionali. La popolazione deve allora essere trovata usando equazioni che incorporano esplicitamente l'accoppiamento con la radiazione come funzione del tempo. Ovvero queste equazioni costituiscono le equazioni non-LTE.
Questo vuol dire che proprietà come assorbimento ed emissione sono influenzate anche dai cambiamenti nella popolazione, e tutto questo può essere descritto solo con un insieme completo di equazioni che copra tutte le possibilità: è proprio per fare ciò che è stato sviluppato il modello XSNB.

(via NIF)

Per quel che riguarda il DCA ho trovato semplicemente degli abstract:

Le meraviglie del 2000

In occasione del centenario della morte, e in preparazione per il 150.nario della nascita che ricorrerà l'anno prossimo (è nato il 21 agosto del 1862), ripesco un romanzo di fantascienza di Emilio Salgari che avevo letto alcuni anni fa, Le meraviglie del 2000.
Salgari è noto soprattutto per la serie di Sandokan, che in effetti è una sotto-saga all'interno del Ciclo della Malesia, che inizia con I misteri della jungla nera (unico romanzo della serie che ho letto). Altro ciclo importante nella produzione salgariana è quello dei Corsari, a sua volta diviso in due sotto-cicli, i Corsari delle Antille e i Corsari delle Bermude. Ha anche spaziato in varie altre ambientazioni, rendendolo in pratica uno dei primi (se non il primo) scrittori pulp italiani, almeno nell'accezione di scrittore che si interessa a più generi e ambientazioni, come il suo epigono statunitense Robert Ervin Howard, con il quale condividono non solo il gusto per l'avventura di stampo esotico (prettamente fantasy per Howard), ma anche, purtroppo, la tragica morte: mentre lo statunitense si uccide, nel deserto, con un colpo di pistola, l'italiano fa harakiri con un rasoio, a Torino, con lo sguardo verso il tramonto.
Il parallelismo tra questi due geniali e prolifici scrittori si conclude anche con le loro ultime frasi:

Tutto è andato, tutto è finito: ponetemi sulla pira; la festa è terminata e il lume ora spira.

Parole epiche e al tempo stesso tragiche, che sembrano riprendere le più pessimistiche affermazioni di Salgari:

Sono un vinto: non vi lascio che 150 lire, più un credito di altre 600 che incasserete dalla signora...

il quale, d'altra parte, ha anche parole avvelenate nei confronti dei suoi editori:

A voi che vi siete arricchiti con la mia pelle, mantenendo me e la mia famiglia in una continua semi-miseria od anche di più, chiedo solo che per compenso dei guadagni che vi ho dati pensiate ai miei funerali. Vi saluto spezzando la penna.

E' il fatto di avere una famiglia alle spalle che rende Salgari così più tragico e pessimista di Howard nella sua fine (Howard aveva solo la madre, e fu proprio la malattia incurabile di quest'ultima a precipitare la fine dello scrittore statunitense), e questo pessimismo insuperabile per certi versi si riflette inevitabilmente ne Le meraviglie del 2000.

L'innocenza di Giulio

Oggi. Penultimo giorno di programmazione.

Aggiornamento. Aggiorno il post con una breve recensione piuttosto che scriverne uno nuovo.

Diciamo che con mia sorella siamo dei fan di Giulio Cavalli e quindi non poteva scapparci questo suo nuovo spettacolo, L'innocenza di Giulio, centrato sul suo quasi omonimo, quell'Andreotti che tanta, forse troppa influenza ha avuto sull'Italia.
Cavalli si presenta sul palco insieme con Cisco, l'ex-leader dei Modena City Ramblers, che realizza dal vivo gli intermezzi musicali. Come caratteristica ormai distintiva del teatro di Giulio (mi si permetta la non richiesta confidenza!), sulla parete nera e completamente spoglia di scenografia, vengono proiettati video e foto che intervallano e aiutano la narrazione.
Il racconto è cosa nota a tutti (o almeno dovrebbe): i collegamenti con la mafia, sempre negati anche di fronte a prove evidenti, l'assurdità di una sentenza questa sì politica, in cui Andreotti è dichiarato innocente a partire dal 1980, mentre prima è colpevole, ma tanto i reati sono in prescrizione e quindi nulla più importa a nessuno.
E poi i racconti degli omicidi Ambrosoli e Sindona, due argomenti che ricorrono spesso negli spettacoli di Cavalli, e la storia di Salvo Lima, il referente siciliano della corrente andreottiana.
Ci sono cose che vanno ricordate, ci sono fatti e persone di non proprio specchiata moralità, su cui si è fondata e continua a fondarsi l'Italia che non andrebbero dimenticate. Perché alla fin fine ciò che ci viene servito è figlio diretto di ciò che lo ha preceduto...
E', quindi, una piccola storia di una piccola Italia, ma non è alla fin fine solo la storia di un politico che, all'improvviso, dall'oggi al domani si ritrova come il capo della corrente più forte del suo partito (quando prima non lo era), è anche la storia di tutte le innocenze d'Italia, almeno di quelle che fanno comodo: che sono tali solo all'apparenza.
Nel complesso, comunque, lo spettacolo è divertente e molto interessante, anche se il siparietto comico migliore avviene alla conclusione, o meglio dopo la Fine, alla presentazione di questo video:

Carnevale della Fisica #18 - secondo annuncio

Giusto per ricordarvi, carnevalisti e lettori cari, a fine mese, il 30 aprile, la 18.ma edizione del Carnevale della Fisica verrà ospitata su DropSea, come preventivamente annunciato. In quell'occasione si era fissato un tema, senza obbligo: il laser.
E' venuto il momento di svegliarvi un attimo, perché mancano ormai una decina di giorni alla pubblicazione del Carnevale, che uscirà di sabato. Questo vuol dire che sarebbe per me molto comodo ricevere i contributi tra il 27 e il 28 aprile.
Per inviare i contributi, potete utilizzare il seguente indirizzo e-mail:

gianluigi [punto] ulaula [chiocciola] gmail [punto] com

ricordandovi di inserire un breve sunto del contributo (altrimenti rischiate di avere una ben misera presentazione).
L'invio va strutturato come link, titolo, sunto.
Per quelli che mi leggono anche su Google Buzz, potete anche accarezzare l'idea di inviarmi un buzz privato, sempre con le modalità di cui sopra. Stessa cosa per chi vuole utilizzare il sistema di comunicazione interno di Ning. Il mezzo preferito resta comunque l'e-mail. Ovviamente chi ha i contributi già pronti, può iniziare a inviarli!
A questo punto, in attesa dei vostri contributi, non mi resta che augurarvi, anche se con un lieve anticipo, una buona Pasqua a tutti.

Ritratti: Stanislaw Ulam

Considerato da molti il vero padre della bomba H, Stanislaw Ulam, matematico polacco, collaborò alla sua progettazione insieme con Edward Teller in quello che è giustamente definito come il progetto di Teller-Ulam. C'è chi considera, in questo senso, Teller più una madre che un padre, visto che seguì successivamente il progetto stesso. Ulam, in effetti, nel 1947 propose una idea decisamente più pacifica dell'uso dell'energia nucleare: utilizzarla per la propulsione dei razzi e per l'esplorazione dello spazio.
Andiamo, però, con ordine: Ulam nasce il 13 aprile del 1909 in Polonia da una famiglia ebrea. Sin da giovane si dimostra interessato alla scienza, fisica e astronomia in particolare, tanto che un suo zio gli regala per il 12.mo compleanno un telescopio. Sempre in quel periodo inizia a interessarsi della relatività ristretta (o speciale) di Einstein: per raggiungere il suo obiettivo, però, necessitava di conoscenze matematiche più approfondite e così all'età di 14 anni inizia a studiare la matematica:

(...) Avevo 16 anni quando imparai veramente il calcolo con tutto me stesso da un libro di Kowalevski, tedesco da non confondersi con Sonia Kovalevskaya (...) Allora lessi anche qualcosa sulla teoria degli insiemi in un libro di Sierpinski e pensai di averla compresa. Avevamo un buon professore alle superiori, Zawirski, che era un lecturer di logica nell'università. Parlai con lui allora e quando entrai al Politecnico.^{(1, 2)}

Un vero e proprio precursore di Jacob Barnett, 12enne talentuoso che, sembra, stia studiando e forse ampliando la relatività einsteiniana.
Torniamo a Ulam: armato della sua preparazione in fisica, astronomia e matematica, Stanislaw entra nel Politecnico di Lvov, la sua città natale, nel 1927. Sempre a Lvov ottiene, nel 1933, il dottorato studiando con Banach. Quest'ultimo aveva iniziato a lavorare su un vecchio problema di Lebesgue del 1902 riguardo l'intervallo [0,1]. Banach risolse la questione nel 1929, assumento una ipotesi del continuo generalizzata: Ulam, l'anno successivo, riuscì ad ottenere lo stesso risultato di Banach senza assumere l'ipotesi del continuo generalizzata usata dal suo maestro.
Nel 1935, su invito di von Neumann va all'Institute for Advanced Study di Princeton per alcuni mesi. Qui incontra Birkhoff, che lo invita ad Harvard. Ritornato in Polonia, inizia una intensa attività matematica:

La vita matematica polacca era molto intensa, i matematici si vedevano spesso nei caffé come lo Scottish Cafe e il Roma Cafe. Sedevamo lì per ore e facevamo matematica. Durante l'estate lo facevo di nuovo. E poi nel '39, lasciai veramente la Polonia circa un mese prima dell'inizio della Seconda Guerra Mondiale^{(1, 2)}.

E' il 1940 e Ulam arriva nel Wisconsin come assistant professor. Grazie all'interessamento di von Neumann, che lo invita a impegnarsi per lo sforzo bellico contro la Germania di Hitler, entra nel progetto Manhattan e lavora così con Teller: è il 1943, lo stesso anno in cui diventa cittadino statunitense. Stanislaw, così, si sposta ai Laboratori di Los Alamos.
E' in questo periodo che sviluppa il metodo Monte Carlo insieme con Nicholas Metropolis^{(3, 4)}, con lo stesso von Neumann e altri.
Risale al 1946-47 l'idea di utilizzare l'energia nucleare per la propulsione: evidentemente questa idea non era molto ben vista tra i responsabili del progetto Manhattan, visto che in quel periodo Rota⁽⁵⁾ rileva un cambiamento nel carattere di Ulam. Potremmo dire che questo fu il periodo in cui in effetti abbandonò il progetto sviluppato con Teller.
Essenzialmente questo progetto era strutturato in tre fasi principali:

1. separazione delle fasi in un trigger "primario" esplosivo e in uno "secondario" più potente,
2. compressione del "secondario" a causa dei raggi-X che provengono dalla fissione nucleare del "primario", un processo detto implosione di radiazione del "secondario", e
3. riscaldamento del secondario, dopo la compressione di raffreddamento, a causa della seconda esplosione della fissione all'interno del "secondario".
(da Wikipedia)

La geometria del progetto viene oggi recuperata dal NIF per usi pacifici all'interno della facility sulla fusione laser (di cui vi riferirò, spero presto, i primi risultati).
Ulam, invece, si dedicò al Progetto Orion. L'idea alla base del progetto venne proposta da Freeman Dyson che suggerì di far esplodere una piccola bomba atomica (0,1 chilotoni) all'interno di una camera di combustione del diametro approssimativo di 40 metri. Verrebbe poi iniettata dell'acqua all'interno della camera di combustione, surriscaldata dell'esplosione atomica, e quindi utilizzata per la propulsione vera e propria. Si dovrebbe ripetere il processo, e per ogni spinta generata da una esplosione atomica aumenterebbe la velocità del veicolo.

Diplomazia

Ogni riferimento a situazioni usuali per il genere umano, anche attuali, non è per nulla casuale.

La vignetta è tratta dalla serie Olaf il vichingo (Hägar the Horrible) di Dick Browne via Corrierino e Giornalino.

Enrico Bellone: un po' più orfani senza di lui

Non sapevo. Se avessi saputo, probabilmente avrei rinviato il post di ieri ad altro giorno.
Enrico Bellone, ex-direttore de Le Scienze, è morto ieri. Ne ha dato notizia Carlo Cattaneo, attuale direttore della rivista italiana, per la quale Bellone comunque continuava a scrivere.
Anche Claudio Pasqua su Gravità Zero ricorda Bellone, mentre su Giornalismo Scientifico viene proposto un video con una breve intervista a Bellone in occasione della Fiera del Libro di Torino del 2008 fatta da Esperienza Italia.
Era uno stile di divulgazione che ha fatto e fa ancora da riferimento per molti di coloro che, a loro volta, fanno da riferimento per il sottoscritto. Illuminanti le interviste che si trovano nei link segnalati: era una di quelle persone che criticava un certo modo di fare scienza, semplicistico e sbagliato. E anche per questo, anche per aver perso una voce autorevole che poteva dare maggiore sostanza a queste critiche, siamo oggi un po' più orfani di quanto non lo eravamo prima...

Il mese della consapevolezza matematica

E' aprile, questo magico mese. E ce lo ricordano i MaddMaths, che quest'anno si concentrano sui sistemi complessi. La consapevolezza matematica, però, è stata anche il segno distintivo del Carnevale #36, ospitato dai mitici Rudi Mathematici e pieno di poster celebrativi dell'anno della matematica, che è stato nel 2000. I poster, ovviamente, non sono italiani, ma sono stranieri, londinesi per la precisione, e sono stati esposti non già in un importante museo della capitale britannica, ma nella... metropolitana!
Quando si dice che la cultura c'è in ogni luogo!
Veniamo, però, a come i fantastici introducono il sottoscritto:

Gianluigi Filippelli forse potrebbe trovare il modo di ricondurre il bel gioco di parole di questo poster in italiano. Una frase che dica che la matematica appiana le difficoltà e allo stesso tempo giochi su "pari" e "dispari". Una bella sfida.

Il poster cui fanno riferimento è, spero, questo:

Certo, la matematica pareggia i dispari, ma anche unisce gli strambi (che preferirebbero essere intesi originali). Mi rendo conto che, vocabolario alla mano, quest'ultima uguaglianza è un po' bizzarra, ma d'altra parte mi porto avanti nella fuga che, entro e non oltre il 14 maggio, porterà il Carnevale su questi lidi e, soprattutto, porterà il sottoscritto lontano dalle ire del Cappellaio.
E perché mai? Forse per il tuo nuovo blog? vi sento chiedere...
No, cari miei. Proprio no... ma ve lo lascerò scoprire a tempo debito, intanto iniziate a prepararvi, perché il prossimo Carnevale sarà un salto nel buio del tema libero!

P.S.: tecnicamente vengono prima i Carnevali di Chimica e Fisica (quest'ultimo sempre qui: state in campana!), però sapete com'è: la matematica è la matematica!
P.P.S: Dimenticavo! Mi prenoto! Per il Carnevale dello Gnocco Fritto, of course!

La Luna, le stelle e Yuri secondo il Corrierino

Innanzitutto vorrei dedicare questo post a tutti i ragazzi che si apprestano, a breve, a sostenere in quel di Reggio Calabria le finali nazionali delle Olimpiadi dell'Astronomia (vedi il programma in pdf): mi sembra questo un buon modo per tenere alta l'attenzione e magari trovare anche l'ispirazione!

E' con questa illustrazione che il Corriere dei Piccoli festeggiava il primo volo orbitale dell'uomo intorno allo spazio. A realizzare l'impresa è stato, come noto, Yuri Gagarin, l'astronauta russo che si fece un giretto dell'orbita terrestre il 12 aprile del 1961.
L'illustrazione è tratta dal blog Corrierino e Giornalino, prodotta dallo scanner di hon-ki-ton, nick dietro il quale si nasconde un insospettabile! Negli scan proposti sul blog, però, sono anche presenti alcune interessanti illustrazioni dove viene già prospettata una missione sulla Luna. Ad esempio quella che segue descrive come è possibile raggiungere la Luna dalla Terra a bordo di un razzo opportuno.

Una volta partito il razzo, dai suoi oblò si prevedeva di avere una visione del tipo: Ovviamente, una volta giunti sulla Luna, gli astronauti si dovevano confrontare con il desolante, desertico paesaggio del nostro satellite, un paesaggio comunque già ben noto all'epoca:

Il passo successivo: l'installazione di una base lunare:

Una base lunare, però, era già stata costruita almeno nel mondo dei fumetti: in Selena storia della serie di strisce quotidiane Jeff Hawke (nome del protagonista) di Sidney Jordan. E la targa seguente è stata posta dagli esseri umani proprio sul nostro satellite:

Il ritorno delle scimmie di mare

Scusate per il ritardo nella pubblicazione, ma in questo periodo sono veramente sfasato...

Ispirato da una pizzata in compagnia, tempo addietro, avevo scritto sulle scimmie di mare, simpatici animaletti che erano stati oggetto di una incredibile campagna di commercializzazione per via della singolare caratteristica di riuscire a continuare la specie anche in ambienti con altissima concentrazione salina. Nel caso in cui le condizioni dell’ambiente esterno diventano insostenibili per la specie, gli adulti producono delle cisti da cui successivamente nasceranno i piccoli di Artemia Salina, questo il nome della specie, non appena a contatto con l'acqua.
In occasione del Carnevale della Biodiversità #3, che ha per tema Le dimensioni contano, mi è sembrata una buona idea approfondire un po' la storia delle A.S. utilizzando per l'occasione lo studio condotto intorno agli anni Cinquanta del XX secolo da P.C.Croghan, The osmotic and ionic regulation of Artemia Salina (L.).
Croghan ha realizzato i suoi esperimenti intanto per migliorare la conoscenza e i lavori precedentemente fatti sull’Artemia, quindi per determinare

pressione osmotica e la composizione chimica dell'emolinfa⁽¹⁾ e la composizione dell'animale completo

in relazione con la composizione del mezzo con il quale le scimmie di mare interagiscono. Iniziamo con la classica descrizione dell’esperimento che è stato svolto in un intervallo tra i 18 e i 24°C:

Gli animali sono stati acclimatati in un'ampia gamma di salinità esterne. La bassa salinità è stata prodotta diluendo l'acqua di mare, mentre salinità superiori bollendo l'acqua di mare e ri-ventilandola. Un ampio numero di animali è stato trasferito da un mezzo all'altro

e il tasso di mortalità dovuto a questi trasferimenti tra mezzi di differente contentrazione

è stato estremamente basso

non incidendo, dunque, questa operazione, sui risultati finali.
I campioni di sangue sono stati prelevati con delle pipette da individui adulti, di circa 10-12 mm e dal peso di 8 mg, ottenendo 1-2 microl di emolinfa. All’operazione, però, nessuno degli animali è riuscito a sopravvivere.
Per quel che riguarda gli esami effettuati sono state svolte misure di pressione osmotica⁽²⁾, concentrazione di cloruro⁽²⁾, di sodio⁽³⁾, di potassio⁽³⁾, di magnesio⁽⁴⁾ e il contenuto di fosfati⁽⁵⁾.
Entriamo direttamente nei risultati: sull'emolinfa i dati raccolti

dimostrano chiaramente la relativa costanza della concentrazione dell’emolinfa e della sua indipendenza dal mezzo

I problemi di Fibonacci: Le mele

By Abhijit Tembhekar from Mumbai, India (Nikon D80 Apple) [CC-BY-2.0], via Wikimedia Commons

Con questa nuova puntata dei Problemi di Fibonacci affrontiamo una questione mangereccia legata a uno dei frutti più noti sin dai tempi della candida Biancaneve, la mela. Il primo quesito che vi propongo, sempre tratto dal libro curato da Geronimi, è Di colui che è andato nel giardino del piacere a cogliere delle mele.

Un uomo, per entrare nel giardino del piacere, deve attraversare 7 porte. Per uscirne, deve invece pagare i guardiani delle porte.
Nel giardino, però, raccoglie le mele che gli serviranno per pagare i guardiani.
Uscendo, deve dare al primo guardiano metà delle mele raccolte più un'altra mela; al secondo deve dare metà delle mele rimastegli più un'altra mela.
Così per tutti gli altri 5 guardiani: a ognuno deve dare la metà delle mele rimaste, più un'ulteriore mela.
All'uscita, dopo la settima porta, gli è rimasta una sola mela.
Quante mele aveva raccolto nel giardino?

La soluzione del problema è un sistema perfetto per un algoritmo. Fibonacci affronta la risoluzione in due modi, entrambi a passi successivi. Nel primo si eseguono calcoli numerici ad ogni passo e si calcola quante mele avesse l'uomo prima di attraversare ogni porta.
Ad esempio, partendo dal fatto che l'uomo alla fine esce con 1 sola mela, si calcola che, prima della settima porta, il numero di mele fosse: \[(1+1) \cdot 2 = 4\] e prima della sesta porta \[(4+1) \cdot 2 = 10\] e così via fino ad arrivare al numero di mele raccolte.
Nel secondo metodo, invece, ad ogni passo si modifica una equazione fino all'ottenimento di quella risolutiva.
La prima equazione della serie sarà: \[\frac{x}{2} + 1\] che rappresenta il numero di mele dare al primo guardiano, cui segue \[x-\frac{x}{2} - 1 = \frac{x-2}{2}\] che è il numero di mele rimaste dopo la prima porta, dalle quali andranno calcolate quelle da consegnare al secondo guardiano \[\frac{x-2}{2} - \left ( \frac{x-2}{4} + 1 \right ) = \frac{x-6}{4}\] e così via.\\ Volendo usare metodi moderni, si può invece usare il foglio elettronico. Prima di tutto, però, dobbiamo scrivere come procede la serie delle mele:
Si parte dalle mele raccolte, $m_0$. Le mele date al primo guardiano saranno \[m_1 = \frac{1}{2} m_0 + 1\] mentre le mele date al secondo guardiano saranno \[m_2 = \frac{1}{2} \left (m_0 - m_1 \right ) + 1\] dove la differenza tra $m_0$ ed $m_1$ sono le mele rimaste all'uomo, e così via.
Se impostate correttamente le colonne che vi servono, troverete un indizio per la soluzione partendo dal caso di 0 mele raccolte. A quel punto dovete solo fare una somma opportuna delle opportune potenze di 2 che avrete visualizzato in questo modo!

Religione...

(via hi-brasil)

All'inizio volevo sbattezzarmi, ma poi mi sono reso conto che a questi riti esoterici, visto il valore nullo che hanno, gli si dà valore se gli si dà importanza.
Mi hanno battezzato, ho fatto la comunione e sti cazzi.
Per quanto mi riguarda possono benedirmi, santificarmi, scomunicarmi o farmi papa, per me avrebbe sempre più senso una danza della pioggia.
ps quelli dell'uaar lottano contro la chiesa e poi vogliono fare dell’ateismo una religione, fanatismi ateologici

(via falcemartello)

Meditation

Posted via email from ulaulaman's posterous

E torniamoci su

Ovviamente alla questione del bosone Z'... o forse falso allarme. Su questa storia ecco uscire un giochino, una gif animata:

A produrla è Tommaso Tabarelli de Fatis del CMS, uno dei molti progetti che gravitano intorno all'LHC. Il buon Tommaso, omonimo di Dorigo, ha riscalato i dati prodotti dal CDF con una percentuale sempre maggiore. L'idea di fondo è: siamo proprio sicuri della precisione del fascio, e quindi dei dati prodotti dalla collaborazione?
Diciamo che Tommaso, l'altro, fuga ogni dubbio: siamo intorno al 3%, il che vuol dire che poco cambia, secondo l'analisi di Tabarelli, riguardo al picco-non picco. Che poi potrebbe non esserci in ogni caso se si alza la curva teorica grazie, ad esempio, ai contributi di W+jet, come scritto l'altro giorno.
La gif animata, però, ha un altro pregio: far notare quanto siano variabili anche le stesse simulazioni. Se Tabarelli avesse ragione, infatti, si dovrebbe notare un picco prima dei 50 GeV, o forse ho le travvegole?

Della questione si è occupato anche Cosmic Variance.

Il bosone Z' e la fenomenologia di un picco

Mettetevi comodi: è un lungo viaggio quello che stiamo per intraprendere. Parte dai bosoni W e Z, mediatori della forza debole, per poi portarci nello studio dei loro decadimenti al Tevatron, l'acceleratore del FermiLab e alla recente osservazione di un picco, per ora solo gaussiano, nei dati rilevati dalla collaborazione CDF. Al momento, seguendo Tommaso Dorigo, direi che ci sono due spiegazioni principali: un nuovo bosone, denominato Z', che potrebbe spiegare una parte dell'asimmetria materia-antimateria oltre ad essere il mediatore dell'interazione tra materia oscura e materia ordindaria, oppure un effetto dovuto alla nostra scarsa conoscenza del decadimento adronico del W.

Innanzitutto introduciamo i così detti dijet⁽¹⁾. Sono molto importanti nello studio dei bosoni W e Z, la cui scoperta frutto a Rubbia il Nobel in Fisica. I processi che vengono studiati sono le interazioni WW, WZ, ZZ sia attraverso i decadimenti leptonici, sia attraverso lo studio di jet adronici. L'esistenza di questi due canali è dovuta al fatto che mentre la segnatura del decadimento del W^- è la produzione di una coppia neutrino-leptone

mentre il W⁺, così come lo Z decade producendo un leptone e due jet adronici.
L'importanza nello studiare questi decadimenti sta nel legame che questi bosoni, che sono in particolare le particelle che mediano, trasportano l'interazione debole, hanno con il famosissimo bosone di Higgs. E sono in particolare i decadimenti che coinvolgono il W⁺ e lo Z , e quindi i jet adronici ad essere importanti per la rilevazione dell'Higgs⁽²⁾.

E sono anche tra i più difficili da rilevare.
Impegnato in questa rilevazione c'è il Tevatron, l'acceleratore statunitense del FermiLab, e in prima linea c'è la collaborazione CDF. Un primo esame delle interazioni WW e WZ avvenuto a fine 2009⁽³⁾ ha successivamente portato alla pubblicazione nel 2010 su PRL⁽⁴⁾. Iniziamo a dare un'occhiata ai grafici presentati in quell'occasione:

In entrambi i grafici si possono apprezzare alcune zone dove i dati rilevati dalla collaborazione si trovano ben sopra alla ricostruzione delle interazioni avvenute grazie alle simulazioni Monte Carlo. Queste simulazioni sono molto importanti nella fisica sperimentale delle alte particelle e il motivo è molto semplice: è grazie ad esse che gli sperimentali sono in grado di valutare il contributo della fisica nota alle collisioni studiate. Questo vuol dire che, nell'esame dei dati raccolti, la routine dello sperimentatore è quella di far girare righe di codice che tritura per ore e ore i puntini raccolti dall'acceleratore e poi sputa la sua sentenza, che poi dovrà ulteriormente essere raffinata con altri codici ancora prima per verificare se ci sono altri effetti di fisica nota che si è trascurato e poi per vedere se potrebbe esserci qualcosa di interessante nei dati⁽¹⁾.

Osservatorio astronomico di Brera - Attività di Aprile 2011

Ricevo e diffondo la newsletter dell'Osservatorio di Brera con la nostra (per ora è in corsivo...) attività per il mese di aprile:

10 aprile – ore 18:00
Presso il Planetario "U. Hoepli"
C.so Venezia 57, Milano

Yuri's Night: The World SpaceParty: 50.mo anniversario del volo di Yuri Gagarin

Domenica 10, ore 18:00
Samantha Cristoforetti (Astronauta, Agenzia Spaziale Europea):
Professione astronauta:
Biglietto d'ingresso: intero Euro 3,00, ridotto Euro 1,50.

13 aprile – ore 18:00
Presso la Sala Delle Adunanze dell'Istituto Lombardo, Palazzo Brera, Via Brera 28, Milano, in collaborazione con l'Istituto Lombardo, per il ciclo "I cieli di Brera" Ginevra Trinchieri presenta:
L'ammasso di galassie nato troppo presto
Gli ammassi di galassie sono tra gli oggetti fisici più massicci ed estesi identificati ad oggi nell'universo, veri e propri laboratori per astronomi ed elementi chiave per i cosmologi. Tra questi l'ammasso di galassie chiamato JKCS041 detiene un record: è il più lontano finora scoperto e il più antico. Sembrerebbe già abbastanza! Invece questa struttura potrebbe riservarci altre sorprese...

Ginevra Trinchieri si è laureata all'Università degli Studi di Milano. Dopo anni di lavora all’estero è ora astronomo associato all'Osservatorio di Brera. Si occupa dello studio delle proprietà dell'universo locale, con un occhio di riguardo alle caratteristiche di galassie e gruppi ad alta energia, nella banda X.

Ingresso libero fino a esaurimento post (100)

15 aprile – ore 16:30
Visita guidata all'Osservatorio Astronomico di Brera.
La visita guidata offrirà l'occasione di visitare la Galleria degli strumenti antichi, la Cupola Fiore e la Cupola Schiaparelli: luoghi che nei secoli hanno ospitato centinaia di astronomi, tra i quali il celebre G.V.Schiaparelli, facendo da scenografia all'astronomia italiana.

La visita inizia alle 16:30 e ha una durata di circa due ore.
Per prenotare è necessario compilare la seguente scheda.
Le prenotazioni apriranno lunedì 11 aprile e potranno considerarsi valide se e solo se verrete contattati via telefono o via mail dal personale dell'Ufficio POE dell'Osservatorio Astronomico di Brera.
E' richiesto un contributo di € 8 da pagare in contanti al momento delle visita; € 6 per studenti, ragazzi fino ai 18 anni e adulti oltre i 65 anni.

Bidonismo /2

Post aggiornato dopo la prima pubblicazione

Ho cercato di mettere in fila un po' di post e articoli via web riguardo il problema della diffusione della scienza usando l'acritico strumento delle agenzie di stampa. Potete considerare lo storify come il seguito di Bidonismo di Peppe.

Lo screenshot di apertura si riferisce a un focus di Liquida.

I Carnevali arrivano su DropSea

Prima o poi doveva succedere, che DropSea avesse la sua opportunità di ospitare un Carnevale. In effetti si fa la pacchia e i Carnevali sono due: quello della Fisica #18, che viene dopo il numero 17 già fatto, e quello della Matematica #37, che viene dopo il 36, che però non è ancora stato fatto, che a sua volta viene dopo il 35 e quindi per quel Carnevale di tempo, per l'annuncio, ce n'è ancora un po'. Nel frattempo, però, ci sono alcune cose da raccontare: il tema, perché un tema c'è, e i motivi del cambio di hosting, perché c'è stato un cambio di hosting, come gli attenti lettori dei Carnevali e di questo gruppo di folli blogger avranno notato.
Andiamo con ordine e iniziamo dal tema, che per questa edizione #18 è il nostro amico laser. E perché mai? Semplice: il 1° aprile è stato il giorno del compleanno di Claude Cohen-Tannoudji, vincitore del Nobel per la fisica nel 1997 per

lo sviluppo di metodi per raffreddare e catturare gli atomi tramite il laser

E quindi il tema principale del Carnevale sarà, ovviamente, tutto quello che con il laser compete. Divertitevi dunque, e ovviamente il Carnevale, come al solito, è aperto al tema libero!

I rompicapi di Alice: La cascata di Escher

I Rompicapi trovano una nuova e probabilmente definitiva casa su DropSea e per festeggiare l'evento provo a raccontare un po' la cascata di Escher e la matematica dietro la sua riproduzione sia nel mondo reale, sia in quello digitale.

La cascata di Escher

Era passata da poco la metà di febbraio quando esplose la mania per un video molto particolare, proposto ai suoi lettori, tra i primi, dal grande Paolo Attivissimo⁽¹⁾. Nel video potete apprezzare come venga realizzato un modellino funzionante della famosa Cascata di Escher.
Nel seguito, lungo (mettetevi comodi), esaminerò la matematica necessaria per simili costruzioni, ma anche quella che serve ai programmatori per poterle realizzare anche digitalmente. Ben lungi dall'essere omni-comprensivo, questo nuovo appuntamento con i Rompicapi cercherà semplicemente di gettare uno sguardo nel mondo della geometria proiettiva. In questo senso possiamo considerare conclusa la trilogia degli articoli sulla matematica fiabesca inaugurata da Lucia con i suoi due articoli su Alice nel Paese delle Meraviglie (parte 1, parte 2).
Bando, però, alle ciance, iniziamo il nostro viaggio, che parte in Giappone con il primo tentativo, riuscito, di riprodurre realmente la cascata di Escher ad opera dell'artista nipponico Shigeo Fukuda (vedi anche Illusion Works).

Modellino reale della Cascata di Escher di Fukuda
(su Impossible sculptures)

E' anche disponibile un video che mostra i dettagli del modellino.

(download)

Potrete dunque immaginare quale sia stato il mio stupore nel vedere la soluzione di David Goldman su Boing Boing (via Scientificando, Gravità Zero):

L'idea di Goldman, quindi, non è poi così vecchia e soprattutto è fattibile, anzi è già stata fatta! Non escludo, anzi, che lo studente tedesco conosca la realizzazione di Fukuda. Ci si potrebbe, però, chiedere, se è possibile, indipendentemente dalla presenza di acqua o meno, riuscire a costruire una struttura continua come questa o come le scale di Escher. A fornirci una risposta sostanzialmente positiva è Kokichi Sugihara, di cui avevo presentato il video vincitore del Best Illusion of the Year 2010.
In Spatial Realization of Escher's Impossible World⁽²⁾ e Computer-aided creation of impossible objects and impossible motions, Sigihara mostra molti degli oggetti che è riuscito a costruire e la matematica su cui si basano. Ovviamente tutto poggia sulla geometria e la geometria proiettiva.
Supponiamo di avere un dato sistema di assi cartesiani. All'interno dello spazio definito da questo sistema poniamo un poliedro e proiettiamo questo poliedro sul piano di equazione π: z=1 in questo modo: ciascun punto corrispondente del poliedro (3d) coinciderà con un punto appartenente al piano (2d) dall'intersezione del piano stesso e delle rette passanti per l'origine degli assi e per ciascun vertice.
Ovviamente è più facile a vedersi che a raccontarsi:

Visioni alternative

Dopo i profili social, il +1 nelle ricerche, ecco le view per i blog su blogspot. Ne abbiamo diverse:

• la sidebar, quella di default e la mia preferita;
• la flipcard, carina, compatta e con un utile menu che classifica i post per data, etichette e autori;
• la mosaic, che fa molto tumblr (vedete il mio, Ula Ula man's Island);
• la snapshot, che organizza le foto presenti nel blog come tante polaroid (ne farei volentieri a meno di questa);
• la timeslide, certo da rivedere ma ha delle potenzialità, più che altro per il layout interessante.

Delle interessanti novità che se Google riuscirà a rendere anche personalizzabili potranno rendere i blog su blogspot molto più potenti e interessanti, anche se personalmente sto ancora aspettando che realizzi una struttura a etichette e sottoetichette come è già presente per gmail.