Stomachion

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martedì 29 settembre 2020

Conoscere Fermi

Dopo le uscite della scorsa settimana e la ripresa delle attività di Doc Madhattan, mi sono ritrovato a rallentare un po', così oggi l'unica cosa che ho fatto è stata ripubblicare un articolo che era uscito quasi dieci anni fa sul defunto Science Backstage, quello ospitato dall'altrettanto defunta Blogosfere. Con molta fatica e molta lentezza sto recuperando i contenuti, aiutato da un santo sito come l'Internet Archive, e quest'oggi, sfruttando l'occasione del compleanno di Enrico Fermi, ho rimesso online Reattori a fissione nucleare.
Parte di questo articolo è basato, come ho scritto nel box iniziale, sul poderoso volume Conoscere Fermi realizzato nel 2001 dalla Società Italiana di Fisica. Se la memoria non mi inganna, lo acquistai al Comunicare Fisica del 2010, che si tenne a Frascati, occasione durante la quale conobbi un po' di persone interessanti.
Ad ogni modo il volume è, come tutti quelli celebrativi dei fisici destinati a un pubblico di fisici, una raccolta di saggi dell'opera scientifica del protagonista, Fermi in questo caso. A sommario si trovano articoli più o meno esplicitamente centrati su un qualche argomento toccato da Fermi nel corso della sua carriera. Ovviamente non lo lessi tutto, ma sfogliandolo trovari vari spunti interessanti, notando peraltro che la parte dedicata alla sua biografia era, in effetti, una Cronologia dell'opera scientifica di Enrico Fermi curata da Luisa Bonolis.
Quei fogli che vedetre spuntare nella foto qui sopra, invece, sono degli appunti, probabilmente quelli che scrissi in preparazione del post su SciBack, e sono intitolati La pila di Fermi. Prima o poi li riprenderò in mano e cercherò di capire se posso ricavarci qualcosa di nuovo. Ad ogni buono conto sono inseriti dentro il tomo quasi come un segnalibro, visto che si trovano all'inizio dell'articolo di taglio storico La fisica dei nuclei dagli anni trenta ai giorni nostri di Ugo Amaldi.
Credo di non averlo mai letto. Prima o poi lo farò, come per gli appunti, anche se il libro di George Gamow, I trent'anni che sconvolsero la fisica, credo sia scritto decisamente meglio.
Un'ultima cosa: leggete questo (è bello tornare a consigliare letture di amici!).

martedì 10 marzo 2020

Meraviglioso!


Albert Michelson
Una recente lettura di Tales and anecdotes of science di Foil Miller mi ha ricordato il seguente aneddoto su Einstein e Michelson, che vorrei condividere con i lettori di questo giornale(1).
Nell'inverno 1931/32 ero un postdoc presso il Kaiser Wilhelm Institut di Berlino-Dahlem. Vebbe organizzato un convegno in memoria di Michelson che era recentemente deceduto(2). Intervennero molti famosi scienziati, incluso R. W. Wood del John Hopkins, che parlò in inglese perché, disse, i suoi amici tedesci gli dissero che se avesse parlato in inglese alcuni di loro lo avrebbero compreso, ma se avesse parlato in tedesco nessuno lo avrebbe capito.
A quel convegno Einstein, parlando in tedesco, racconto la seguente storia su Michelson:
Einstein gli aveva detto: "Conosciamo la velocità della luce con l'accuratezza che ci è necessaria. Perché, allora, vuoi misurarla con maggiore accuratezza?"
E Michelson rispose: "Perché mi diverte" "Das", continuò Einstein, "habe ich wunderbar gefunden!"(3)

mercoledì 16 luglio 2014

Minimalia: istantanee da una camera a bolle

La settimana scorsa, su twitter, ho diffuso alcune immagini, foto scattate dalle pagine dal volume Letture da Le Scienze: Fisica delle particelle (un indice del volume), che raccoglieva alcuni articoli usciti sulla rivista italiana (e quindi anche su Scientific American). Poiché ognuna di quelle immagini fa inevitabilmente parte della storia della fisica, mi sembra sensato proporle raccolte insieme in un unico post molto più semplicemente raggiungibile di tanti piccoli... cinguettii.
Rappresentazione di atomi, che poi mi sembra una bella immagine da usare e riusare per raccontare visivamente al meglio la struttura atomica, andando oltre l'atomo di Bohr. Provateci. Funziona. Soprattutto quando vedete lo stupore sui loro occhi quando gli dite: "L'atomo non funziona come un piccolo sistema solare"...
Immagine estratta dall'edizione italiana di:
Weisskopf, V. (1968). The Three Spectroscopies Scientific American, 218 (5), 15-29 DOI: 10.1038/scientificamerican0568-15

Interazione dei neutrini con la materia dalla camera a bolle dell'Argonne National Laboratory. I neutrini, proposti teoricamente all'inizio degli anni trenta da Pauli e Fermi, vennero scoperti successivamente nel 1956. A proposito della teoria di Fermi c'è una curiosità: l'articolo venne originariamente proposto a Nature, che lo rigettò, pentendosi poi della decisione. Il lavoro uscì quindi in italiano, su Ricerca scientifica, e in tedesco, su Zeitschrift fur Physics, ma, secondo en.wiki, Nature tornò successivamente sui suoi passi, sembrerebbe il 16 gennaio del 1939. Cercando, però, l'unico articolo pertinente alla materia e vicino a quella data è Reactions Produced by Neutrons in Heavy Elements del 16 novembre 1940. D'altra parte è presente, sempre di Fermi, negli archivi della rivista anche Radioactivity Induced by Neutron Bombardment, che però è uscito lo stesso anno, il 1934, dell'articolo originale di Fermi, di cui è, ad ogni modo, disponibile una traduzione completa ad opera di Fred Wilson per l'American Journal of Physics del dicembre 1968 (pdf).
Immagine estratta dall'edizione italiana di:
Barish, B. (1973). Experiments with Neutrino Beams Scientific American, 229 (2), 30-38 DOI: 10.1038/scientificamerican0873-30

sabato 20 ottobre 2012

La scienza elettrica del Capitan Swing

Un altro articolo di avvicinamento e preparazione all'evento di quest'anno, Lucca Comics & Science, organizzato da Roberto Natalini e Andrea Plazzi, cui avrò l'onore di partecipare. Le prime tre immagini degli apparati scientifici sono tratte dal fumetto di Ellis e Caceres da cui ho tratto ispirazione per il lungo post.
Lo stile di queste immagini era molto in voga all'epoca di cui si discorre, e un esempio potete trovarlo nei libri di Joseph Priestley, come ad esempio "The History and Present State of Electricity".
E ora, buona lettura!
More about Capitan Swing e i pirati elettrici dell'Isola delle Braci
Più tardi, nel corso di quell'anno [1830], nel sud dell'Inghilterra ci furono una serie di sommosse da parte degli agricoltori, che erano stati ridotti alla fame a causa dell'introduzione di macchinari che potevano svolgere il loro stesso lavoro instancabilmente e a un prezzo inferiore. Distrussero trebbiatrici, bruciarono fabbriche e spedirono i manifesti delle loro idee ai proprietari terrieri e ai magistrati. Queste lettere erano firmate: "Capitan Swing".
In questo modo è lo stesso Warren Ellis, nell'ultima pagina del diario del Capitan Swing, ad informarci sull'ispirazione prima di Capitan Swing e i pirati elettrici dell'isola delle braci, disegnato da Raulo Caceres. La storia che lo scrittore scozzese ha realizzato, una teslatopia, o un romanzo elettrico su un'utopia piratesca contrastata, la definisce lo stesso Ellis, sicuramente si avvicina al genere steampunk (per approfondimenti tecnici, leggete l'articolo di Simone Rastelli su Lo Spazio Bianco), quindi un fumetto che utilizza la scienza dell'elettricità, e infine è un'opera politica. Punto d'unione di tutte queste anime è il diario del Capitan Swing, che risulta alla fine anche una preziosa fonte di dati e informazioni storiche.
Il lettore, leggendo la storia, vedendo una nave volare grazie alla forza dell'elettricità, vedendo quegli strumenti strani illustrati tra le pagine del diario del Capitano può legittimamente chiedersi: c'è qualcosa di vero nel racconto? O sta forse mentendo Ellis/Swing quando scrive:
Propulsione ionica aerea(1). Levitazione elettrostatica(2). Elettrogravitazione. L'effetto Biefeld-Brown e l'elettrofluidodinamica(3). Non c'è niente di inventato qui. Appare semplicemente ucronico, immaginario e come se provenisse da un tempo fuori di sesto.
In effetti molte delle questioni messe in campo da Ellis in questa citazione sono oggetto di ricerca nel campo della fisica e dell'elettromagnetismo.
L'elettromagnetismo è quella branca della fisica che si occupa di studiare i campi elettrici e magnetici. Come ha dimostrato Maxwell, i due campi, elettrico e magnetico, sono profondamente legati uno all'altro e solo in una situazione statica si possono, con buona approssimazione, considerare separati.
In effetti però i due concetti di elettricità e magnetismo erano all'inizio separati, e in particolare le prime osservazioni sull'elittricità risalgono alla Grecia Antica:
Talete fu il primo a parlare dell'induzione dell'elettricità statica nel 600 a.c.
Bisognerà aspettare mille anni circa per ricominciare, però, ad avere un qualche progresso nel campo:
Otto von Guericke costruì una macchina-frizione per l'accumulazione del carico elettrostatico intorno al 1650 d.c.
Guericke, un fisico all'epoca prussiano, è famoso innanzitutto per i suoi esperimenti sull'aria, che in effetti risalgono al 1650 (stando alla Britannica). In particolare famoso è l'esperimento della sfera cava al cui interno è stato praticato il vuoto: i cavalli legati alle due calotte sferiche che componevano la sfera non riuscirono, dopo questa operazione, a separarle, dimostrando così la tremenda pressione esercitata dall'aria sugli oggetti.
E' del 1663 l'invenzione di cui scrive Ellis, ovvero il primo generatore elettrico della storia.
Il vero salto in alto, però, arriva con il 1800:
Nello stesso periodo della fondazione della polizia metropolitana, Francesco Zantedeschi scoprì l'induzione elettromagnetica (sebbene, in questo mondo così lento, Michel Faraday lo ignorasse quando, un anno dopo, pubblicò la stessa scoperta che divenne però ben più famosa).
Un semplice esperimento di induzione elettrica (in questo caso elettrostatica) è sicuramente strofinare una penna su una maglia di lana possibilmente e poi vedere l'effetto che ha su alcuni pezzetti di carta. Oppure si può provare a fare la stessa cosa con una sferetta e un'asta, magari usando differenti materiali per capire quale di questi riesce ad attirare la sferetta dopo un opportuno strofinamento:

lunedì 24 settembre 2012

I Gabinetti di Fisica

La storia di come è nato il primo esperimento di barcamp scientifico, lo ScienceCamp2012 ospitato all'interno della Blogfest di fine settembre, quella a Riva del Garda dove vengono consegnati i Macchianera Blog Award, è stata ottimamente riassunta da Beatrice Mautino. Alla discussione su facebook non ho partecipato, ma mi sono piacevolmente ritrovato coinvolto nel giro di e-mail che è seguito quando la proposta si è effettivamente concretizzata grazie all'organizzazione della Blogfest. All'inizio contavo di partecipare anche io, ma un'imprevisto sotto forma di supplenza in un liceo scientifico mi impedisce di essere a Riva del Garda: viaggio troppo complicato e lungo per poter salvare capra (la giornata di lavoro al liceo) e cavoli (la presenza a Riva del Garda). Mi dovrò, così, accontentare di guardare da lontano, se magari ci sarà uno streaming, la riunione, al massimo di contribuire via blog o, se la tecnica potrà, di partecipare via chat. Una mezza idea in questo momento la sto portando avanti, ma molto probabilmente si concretizzerà in occasione di Comunicare Fisica 2012, che quest'anno di terrà a Torino e dove dovrei essere presente l'11 ottobre. E allora, leggendo il post di Beatrice di cui sopra, mi è venuta in mente una lettura recente, che tral'altro si ricollega all'esperienza di Comunicare Fisica 2010: un articolo uscito sul Giornale di Fisica vol.50, n.3, del 2009, preso proprio a quella conferenza, dedicato ai così detti "Gabinetti di Fisica". Queste istituzioni, un po' laboratori, un po' luoghi di incontro e discussione, un po' luoghi anche di divulgazione, mi hanno dato la sensazione di essere molto sperimentali e dinamici, un po' come spero possano diventare i barcamp scientifici nostrani. E allora ho pensato che pubblicare un paio di passaggi da quell'articolo potrebbe essere una buona introduzione al barcamp di Riva del Garda.
Buona lettura!


Origine e sviluppo dei Gabinetti di Fisica in Italia
A partire dal XVII secolo, con la nascita della Fisica Sperimentale, nuovi strumenti scientifici fecero la loro comparsa. Tali strumenti si differenziavano radicalmente dalla grande maggioranza degli strumenti antichi, giacché questi ultimi avevano scopi essenzialmente pratici, quali la navigazione o l'agrimensura. Strumenti come ad esempio termometri, barometri, pompe a vuoto e così via, erano invece autentiche "macchine fisiche" atte a consentire l'osservazione dei fenomeni naturali e la dimostrazione delle leggi fisiche secondo il metodo sperimentale. Gradualmente, tra la fine del XVII secolo e l'inizio del XVIII secolo, le "macchine fisiche" trovarono uno specifico luogo di raccolta, sovente denominato "Gabinetto di Fisica".
La fine del XVII secolo segna anche l'esordio di una nuova modalità di insegnamento della fisica in ambito accademico, e in particolare, come per prima accadde presso le Università di Oxford, Cambridge, Londra, Leida, quello della dimostrazione con macchine fisiche. Tra i più abili dimostratori si ricorda la figura dell'abate Jean-Antoine Nollet, il cui trattato Leçons de physique expérimentale (pubblicato a Parigi tra il 1743 e il 1748) presenta oltre 350 esperimenti. Molto spesso le macchine fisiche erano finalizzate all'intrattenimento della colta nobiltà dell'epoca, e talvolta gli apparati si trovavano anche all'interno delle case di facoltosi personaggi e principi. Notevole fama ebbero alcuni Gabinetti di Fisica privati quali quello dello zar Pietro il Grande, di lord Cowper a Firenze e di Laura Bassi a Bologna, tutti attivi intorno alla metà del Settecento. Altrettanto significativo fu il Gabinetto di Fisica del re Ferdinando II di Borbone a Napoli, attivo nel secolo successivo.
Nelle università le macchine fisiche furono dapprima di proprietà dello stesso insegnante di fisica sperimentale che spesso faceva "lezioni private", cioè lezioni pagate dall'università tenute dal professore spesso in "sua propria casa". Queste "macchine" furono poi acquistate dalle università stesse e confluirono, assieme a donazioni provenienti da collezioni private, nei Gabinetti di Fisica, generalmente istituiti con delibera delle università. Tra il secolo XVIII e il XIX nacquero così in Italia importanti Gabinetti di Fisica. Uno dei primi fu quello di Torino, le cui origini risalgono probabilmente al 1721. Altri importanti Gabinetti sorsero a Padova (col Teatro di Filosofia Sperimentale di Giovanni Poleni risalente al 1740), Bologna (al cui sviluppo, risalente al 1745 contribuì Papa Benedetto XIV con importanti donazioni), Roma (Teatro fisico della Sapienza, 1748), Perugia (fondato da Luca Antonio Pellicciari nel 1759), Pavia (1771), Modena (risalente al 1772, data nella quale Francesco III chiamò ufficialmente ad insegnare la "Fisica generale" Fra Mariano Morini di Parma), Genova (1784), Napoli (Gabinetto Fisico del re Ferdinando II di Borbone, 1813), Urbino (1832).
Fondi particolari erano stanziati anche a scopo di compenso del "macchinista", un abile artigiano addetto alla manutenzione delle "macchine" e che eseguiva materialmente esperienze dimostrative di quanto spiegato dal "Professore". Questo personaggio, "spesso uomo di scienza, era un abilissimo artigiano, capace inoltre di realizzare nuove apparecchiature su richiesta del docente. Il macchinista aveva anche l'incarico di migliorare, adattare strumenti acquistati da costruttori italiani, francesi, inglesi, tedeschi oppure oggetto di lasciti. A volte lo stesso professore era costruttore ed ideatore di strumenti o ne seguiva da vicino la realizzazione".
Sebbene i Gabinetti di Fisica universitari fossero nati da esigenze di insegnamento e di studio, anche l'aspetto della divulgazione della nuova scienza sperimentale era considerato importante. Ad esempio, a Roma, durante il pontificato di Pio VI (1775-1799), l'insegnamento della fisica venne regolamentato, stabilendo anche che nel periodo di vacanza, per quindici giorni, il professore doveva tenere presso il Teatro fisico altrettante lezioni pubbliche con esperimenti eseguiti dal macchinista.