Un po' d'ordine, please

Partiamo dalla fine. Ieri al Dipartimento di Fisica in via Celoria a Milano, Luca Stanco prima e Francesco Villante poi hanno presentato due seminari sulla misura della velocità superluminale dei neutrini. Di novità vere e proprie, in effetti ce n'è una sola, data da Stanca.
Luca è uno dei 15 collaboratori di OPERA che non ha firmato, per vari motivi, il famoso preprint con la misura. Di motivi ce ne sono alcuni, per non essere sicuri già solo della pubblicazione, visto il tipo di risultato che si andava a presentare. Ad ogni modo alcuni di questi, comunque abbastanza noti, sono nell'assoluta certezza che le due funzioni di distribuzione delle probabilità di protoni e neutrini siano identiche. Ricordo, infatti, come già ricordò ieri Stanco, che i neutrini vengono prodotti a partire da un fascio di protoni, che poi sono questi a venire misurati al CERN (abbastanza interessante notare come la differenza di velocità tra protoni e neutrini prodotti è pressoché trascurabile). A questo sono da aggiungere eventuali correzioni al moto della Terra, che sono comunque state fatte e hanno portato ad aumentare il ritardo dei fotoni di circa 2 ns, e la chiarificazione di tutti quegli altri piccoli dettagli che potrebbero contribuire al tempo di volo, senza dimenticare uno studio per capire la presenza di eventuali effetti dovuti all'alternanza di giorno e notte o alla stagionalità. Tutti questi motivi, però, non sono alla base dell'annuncio che Stanco ha diffuso ieri alla chiusura del suo seminario, ovvero che

La collaborazione ha deciso di rinviare di un mese la sottomissione dell'articolo su rivista referata.

Il motivo principale (anche se di motivi ce ne sono due, ma non ho fatto in tempo, uno, ad appuntarlo) è che al CERN stanno preparando dei nuovi treni di protoni appositamente per ripetere la misura sulla velocità del neutrino. Misura che si stanno attrezzando a ripetere sia quelli di MINOS sia quelli di BOREXINO, esperimento adiacente a quello di OPERA.
La seconda parte del pomeriggio è invece passata ascoltando il teorico Villante che ha fatto un breve esame di alcuni (3/4 articoli) tra l'ottantina di preprint usciti da allora su arXiv. Della selezione fatta, oltre all'articolo di Glashow e Cohen, che ha fatto dire in giro un po' dappertutto che l'esperimento di OPERA veniva così falsificato (leggete, ad esempio, Reading science o Tommaso Dorigo dopo l'uscita del preprint di ICARUS sulla faccenda), Villante ha anche tirato fuori dal cilindro un interessante preprint di Micozzi e Bellini che ha animato la discussione nonostante Villante avesse già mostrato come l'idea non era per nulla sufficiente per spiegare il risultato di OPERA. Una spiegazione ottica, o più o meno ottica, è sembrata intrigare non poco i convenuti, ai quali probabilmente è sfuggito un altro preprint, quello di sua maestà sir Michael Berry, scritto tra l'altro insieme con Brunner, uno dei fisici che all'inizio di questo millennio ha lavorato proprio alla superluminalità ottica. Nel loro articolo, sottomesso, per inciso, al Journal of Physics A, arrivano alle stesse conclusioni di Villante, peraltro riproducendo il termine presente nel preprint di Micozzi e Bellini per altre, più brevi vie. E vediamo un po' quale è la storia di questa spiegazione ottica.

Tutto inizia (almeno il mio interesse sulla questione) con la citazione finale di Fast light, fast neutrinos? by Kevin Cahill⁽¹²⁾:

A group velocity faster than $c$ does not mean that photons or neutrinos are moving faster thsn the speed of light.

Il preprint è di appena una paginetta: è una breve analisi nella scrive che è possibile per la velocità di gruppo essere maggiore rispetto a quella della luce, come hanno mostrato alcune osservazioni sperimentali. La storia di queste osservazioni inzia nel 1982⁽¹⁾, ma una interessante collezione di lavori sull'argomento si può trovare in Bigelow⁽⁷⁾ e Gehring⁽¹¹⁾. Sperimentalmente, quando alcuni impulsi viaggiano all'interno di un mezzo altamente dispersivo, possono avvenire una serie di effetti esotici, e uno di questi è una velocità di gruppo negativa, che coincide con una velocità superluminale.
Nei lavori di Bigelow e Gehring non c'è una vera e propria spiegazione teorica. Ad esempio Bigelow propone:

(...) la combinazione di differenti sezioni d'urto d'assorbimento e del tempo di vita medio degli ioni Cr³⁺ sia nei siti di riflessione sia in quelli di inversione all'interno del reticolo cristallino di BeAl₂O₄. L'ondadi propagazione supeluminale è prodotta da un antibuco stretto [612 Hz] nello spettro di assorbimento degli ioni Cr³⁺ nei siti di riflessione dell'alessandrite, e la luce lenta si origina da un ancora più stretto buco nello (8.4 Hz) nello spettro di assorbimento degli ioni Cr³⁺ nei siti di inversione.

Nel modello il gruppo di Bigelow ha anche considerato

(...) l'influenza degli ioni sia nei siti di inversione sia in quelli di riflessione. In più, le sezioni d'urto di assorbimento sono assunte differenti a differenti lunghezze d'onda.

Le frecce indicano le localizzazioni dei siti ionici che hanno simmetria di riflessione o di inversione. Sulla destra, i corrispondenti diagrammi energetici per gli ioni Cr³⁺ per i diversi siti.

XXI settimana della cultura scientifica e tecnologica

Oggi e fino al 23 ottobre inizia la Settimana della cultura scientifica e tecnologica. L'iniziativa, giunta alla sua 21.ma edizione, è promossa dal MIUR e, con il mio solito ritardo, sono qui a raccontarvi le iniziative legate con l'Osservatorio di Brera:

Il 19 ottobre alle 18 presso la Sala Delle Adunanze dell’Istituto Lombardo nel Palazzo Brera a Milano, all'interno del ciclo di seminari I cieli di Brera, Alberto Cellino dell'INAF di Torino racconterà I corpi minori: piccoli, importanti attori nella storia del sistema solare

I cosiddetti Corpi Minori sono, a dispetto del nome, interessantissimi e molto importanti per comprendere l'origine e la storia del nostro Sistema Solare. Lo studio di questi oggetti è infatti una parte fondamentale delle moderne scienze planetarie. In particolare gli asteroidi rappresentano un soggetto di investigazione di straordinario interesse. Considerazioni pratiche e teoriche mostreranno come questi corpi siano ben lungi dall'essere dei "sassi" senza importanza.

Come al solito ecco alcune notizie sul conferenziere:

Primo Ricercatore dell'INAF - Osservatorio Astronomico di Torino e autore di 120 pubblicazioni su riviste di settore, Alberto Cellino è uno specialista delle proprietà fisiche degli asteroidi. Per il triennio 2009-2012 è stato Presidente della Commissione 15 dell'Unione Astronomica Internazionale che si occupa di asteroidi e comete ed è Responsabile della derivazione delle proprietà fisiche degli asteroidi nell'ambito della missione Gaia dell'ESA (lancio previsto nel 2013).

L'accesso alla sala è libero fino a esaurimento posti (sono 100).
E ora, visto che immagino qualcuno dei lettori vorrà sapere qualcosa di più, eccovi alcune informazioni sulla settimana della cultura scientifica estratte dal memorandum del ministero (pdf):

Scopo della Settimana della Cultura Scientifica e Tecnologica è di mobilitare tutte le competenze e le energie del Paese per favorire la più capillare diffusione di una solida e critica cultura tecnicoscientifica. In particolare, la Settimana stimola l'apertura di efficaci canali di comunicazione e di scambio tra l'universo della società civile (che vede in prima fila il mondo della scuola), da un lato, e l'articolato complesso del Sistema Ricerca (università, enti di ricerca pubblici e privati, musei, aziende, associazioni, ecc.), dall'altro.

Per quel che riguarda l'astronomia e la fisica vi segnalo le attività del Dipartimento di Fisica di Catania e in particolare Reggio Scienza⁽¹⁾, dove verranno anche presentate le Olimpiadi dell'Astronomia 2012 (bando, approfondimenti).
Della settimana della cultura hanno anche scritto qualcosa su torinoscienza.

(1) Aggiornamento: Angela Misiano dell'Osservatorio del Planetario Provinciale Pitagora (fa parte del Comitato Olimpico) mi ha inviato il pdf dettagliato dell'iniziativa. Usatelo, segnalatelo, scaricatelo!

La distanza della Luna

Una delle scene più impressionanti de La scorribanda nei secoli di Jerry Siegel e Romano Scarpa era la scena della caduta della Luna sulla superficie della Terra. Peperone e Archimede, infatti, si ritrovavano in una situazione non proprio simpatica, schiacciati tra l'attrazione verso il basso della Terra e quella verso l'alto della Luna.
In una situazione del genere non è difficile immaginare che ci siano alcuni oggetti più leggeri (e poi via via quelli più pesanti) che si allontanano dalla superficie terrestre verso quella lunare. Qualcosa del genere, ad esempio, accade nel primo volume di Trolls di Troy di Arleston e Mourier, in cui una congiunzione astrale particolare genera una forza gravitazionale esterna opposta a quella del pianeta di Troy, generando situazioni comiche come i personaggi che nuotano in aria, attraversando magari bolle di acqua marina sospese, con tanto di pesci all'interno.

Su un satellite posto a un tiro di schioppo, però, si può anche andare grazie all'uso di una corda opportunamente lunga, come i paperi di Barks ne L'isola del cielo, come ho scritto velocemente ne Il più grande esperto di alieni sulla Terra. E d'altra parte...

Una volta, secondo Sir George H. Darwin, la Luna era molto vicina alla Terra. Furono le maree che a poco a poco la spinsero lontano: le maree che lei Luna provoca nelle acque terrestri e in cui la Terra perde letteralmente energia.

A quel tempo, quando la Luna rasentava la superficie della Terra, c'erano degli intrepidi personaggi, come ad esempio tale Qfwfq (dal nome gustosamente palindromo), un tipo che ha assistito ad eventi di incredibile portata, come ad esempio la nascita del Sistema Solare o ancor prima della Via Lattea, senza contare tutte le evoluzioni che ha subito, che viaggiavano su piccole barchette in gruppi di 3 o 4 persone sulla superficie del mare per avvicinarsi alla Luna e con un salto ben congegnato arrivare sulla sua superficie.
Sulla barca erano necessarie così tante persone perché qualcuno doveva restare giù e reggere una scala a pioli per la salita, mentre un altro restava ai remi per governare la barca e mantenerla nella posizione corretta. Per salire sulla Luna era necessario, quindi, arrivare fino all'ultimo piolo e tendere le braccia verso l'alto per trovare un appiglio sulla superficie lunare. Una volta aggrappato, Qfwfq racconta che:

L'influenza dei raggi del Sole sulla Terra

A partire dalla domanda se l'energia irradiata dal Sole è in grado di modificare, in tempi lunghi, l'orbita della Terra, Salvatore Esposito⁽⁵⁾ dell'Università di Napoli Federico II ha realizzato ben due possibili esercizi didattici che, secondo me, possono essere proposti anche agli studenti delle scuole superiori. D'altra parte questo tipo di esercizi può essere fatto rientrare nella tipologia dei calcoli alla Fermi. Enrico Fermi, infatti, era solito calcolare in maniera molto indicativa alcune quantità fisiche di interesse, più che altro per valutarne l'ordine di grandezza. Esercizi di questo genere, in effetti, sono già stati proposti in passato ai ragazzi durante le Olimpiadi Italiane dell'Astronomia, e in quei casi l'idea di base è sempre stata quella di comprendere il problema e applicare la formula corretta per valutare la grandezza richiesta.
In questo caso il problema deve essere affrontato per passi successivi: iniziamo innanzitutto a valutare l'energia che il Sole irradia sulla Terra. Per fare questo dobbiamo partire dall'irradianza solare, ovvero dalla potenza della radiazione elettromagnetica del Sole per unità di superficie. Questa quantità, che si misura in W/m², dagli utlimi dati⁽¹⁾ è di circa \[E_e \simeq 1.36 \cdot 10^3 W m^{-2}\] L'energia che ci interessa è ovviamente quella che colpisce la superficie terrestre, che è mediamente una sfera di raggio $R_E \simeq 6.4 \cdot 10^6 m$. Considerando che il Sole illumina, in ogni istante, solo metà della superficie terrestre e considerando che i raggi solari colpiscono la superficie con angoli inferiori ai 90° (e quindi con una irradianza minore rispetto a quella massima), in un giorno la quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre è di \[E_S \simeq E_e \pi R_E^2 \Delta t = 1.36 \cdot 10^3 \cdot \pi \cdot 6.4 \cdot 10^6 \cdot 86400 J \simeq 1.5 \cdot 10^{22} J\] A questo punto è importante proporre alcune osservazioni agli studenti, soprattutto se l'esercizio è svolto in classe, in modo che si rendano conto della differenza tra un calcolo preciso e una valutazione dell'ordine di grandezza come quella proposta. In un calcolo che vuole provare ad essere preciso, andrebbe sottratto a $E_S$ la quantità di energia corrispondente alla radiazione riflessa dall'atmosfera.
Un altro passaggio fondamentale, che lo stesso Esposito sottolinea, è quello di utilizzare l'esercizio anche per proporre agli studenti un esempio di urto o di interazione che non necessita di alcun contatto tra i corpi interagenti (come è il caso discusso). Considerando che l'esercizio è pensato per studenti universitari, credo però che sia importante proporlo anche a studenti delle scuole superiori: con la sempre maggiore attenzione del mondo del giornalismo alla scienza, è importante riuscire a dare già in questa fase le informazioni e le nozioni necessarie per interpretare questo genere di notizie. Si potrebbe, dunque, in questa fase far partire, in caso di svolgimento in classe dell'esercizio, una discussione tra gli studenti o, nel caso di esercizio assegnato a casa, proporre agli studenti di approfondire e/o aggiungere le loro considerazioni personali.

I premi Nobel italiani come misura del sistema universitario italiano

Jon Bruner ha realizzato, ieri, una infografica sui Premi Nobel per paese (via Flowing Data).

Il criterio adottato da Bruner è semplice: ha assegnato il Nobel non al paese di origine ma a quello cui il ricercatore era affiliato in quel momento. Salta subito all'occhio l'assenza dell'Italia, mentre la Cina è presente con tre Nobel non scientifici, perché quelli scientifici erano tutti associati per altri paesi. Ho controllato.
Wiki assegna all'Italia 20 Premi Nobel, compreso l'ultimo di Capecchi del 2007 in Medicina (di fatto, però, Capecchi ha studiato negli Stati Uniti). Di questi 12 sono in discipline puramente scientifiche (medicina, fisica, chimica, che l'economia ha spesso connotazioni politiche), ripartiti in 6 per la medicina, 5 per la fisica e 1 per la chimica. I fisici, al momento della vittoria, erano tutti affiliati all'estero (compresi Marconi, impegnato in Gran Bretagna, e Rubbia al CERN, con gli altri negli Stati Uniti). Di Nobel italiani nel senso di affiliati a istituzioni italiane ce ne sono 4, di cui uno svizzero in medicina. Se contiamo poi i Nobel non scientifici, che sono 7, arriviamo a una cifra totale di 11 (Modigliani, vincitore del Nobel per l'Economia nel 1985, era al MIT), ovvero lo stesso numero che Bruner assegna al Giappone.
Se da una parte colpisce l'assenza dell'Italia, che i numeri per stare lì li avrebbe (anche se bisognerebbe verificare paese per paese... magari inizio che per l'anno prossimo sono pronto), è interessante limitandosi ai Nobel scientifici proporvi un po' di numeri: solo l'8% dei Nobel italiani viene dall'estero, mentre ben il 67% lavorava fuori dell'Italia e solo il 25% erano italiani d'Italia. Se vogliamo questi numeri sono gli unici numeri che possono dare una misura quantitativa dell'appetibilità dell'Italia come paese scientificamente avanzato. A pesare sono soprattutto quell'8% che ne misura il potere di attrazione e quel 67% che misura la capacità di esportazione. E probabilmente in uno studio sistematico su tutti i ricercatori italiani nel mondo quella forbice si allargherebbe. E' questo, in estrema sintesi, il vero segnale di un mondo universitario italiano sostanzialmente malato, incapace di attrarre talenti dall'estero o di dare a quelli nostrani le condizioni per poter tornare, quella possibilità di scelta che certo non tutti prenderebbero, ma che in questo momento quasi nessuno dei ricercatori all'estero nemmeno prende in considerazione.

La cultura raccontata da chi la fa

Post interlocutorio prima di riprendere con le trasmissioni usuali di scienza, libri e fumetti.
IL Sole 24 Ore ha dato vita a fine settembre a una sorta di blog multi-utente, il Faber Blog, sulle cui pagine scrivono ogni settimana persone diverse, le persone che la cultura la fanno. I primi due autori del blog sono stati Giuseppe Laterza, l'editore, e Paolo Fresu, musicista. Ora la padrona di casa è (udite, udite) Frieda Brioschi, che inizia, come forse era abbastanza atteso, con la storia dello sciopero di it.wiki.
Questa sorta di consiglio alla lettura settimanale mi è anche utile per citarvi questo passaggio dell'intervista che Valigia Blu ha fatto al fondatore di Wikipedia, Jimmy Wales:

Perché su Twitter ha definito questo progetto di legge idiota?
Perché lo è! L'Italia ha già leggi assolutamente efficaci contro la diffamazione, e questa proposta di legge va oltre in modo drammatico. Non ho mai sentito di una legge simile in nessun'altra parte del mondo.
La legge proposta prevede che per qualsiasi sito web, inclusi blog personali, giornali, Wikipedia, sia obbligatorio pubblicare una cosiddetta "rettifica", da parte di chiunque sostenga che sia stato scritto qualcosa di sbagliato sulla propria persona. Non vi è alcun obbligo di controllo giuridico, nessuna possibilità di dire "no", e le multe per inosservanza sono sostanziali.
Questo significherebbe per Wikipedia che siamo obbligati a pubblicare qualsiasi cosa scritta da qualsiasi persona, a prescindere dalla presenza o meno di fonti, a prescindere dalla correttezza o meno della "rettifica".

Update: mi sembra il posto migliore, questo, per raccontare della novità (giuntami come commento su GPlus da Jacopo) che su Physical Review Focus per raccontare il Nobel per la Chimica di quest'anno è stata usata una immagine tratta da Commons, tra l'altro correttamente accreditata. L'immagine usata, che è anche quella che ho usato io, ve la metto qua sotto:

Blog scientifici: le origini del traffico

Ricordate il censimento scientifico indetto da EdwardMichaud? Sono arrivati i risultati. In particolare la tabella sulla fonte primaria (motore di ricerca a parte) del traffico.
Con poco più del 4% di distacco twitter batte facebook (che non mi sorprende, a differenza di quanto scrive Edward), mentre G+ è ancora nelle posizioni arretrare della classifica, dovuto sicuramente alla gioventù del progetto. Interessante, però, notare come, nonostante si dica in giro che twitter sia un social coso più maturo rispetto a facebook, la distanza tra i due non è poi così grande.

Un'altra considerazione interessante è vedere la presenza di un unico aggregatore, per altro specialistico (Research Blogging), per altro ben distanziato, addirittura dietro al traffico generato dai commenti su altri blog e da quello proveniente da Reddit. Ovviamente si sta parlando di fonte primaria (Google a parte), ovvero ci sono 13 blog che ricevono molto traffico da RB: molto probabilmente sono blog specialistici che vengono letti soprattutto da chi segue l'aggregatore (che per inciso sta dando problemi un po' a corrente alternata in questo periodo).
Sarebbe dunque interessante capire anche in Italia cosa succede, come è suddiviso il traffico dei nostri blog scientifici. Che dite, lo realizziamo anche noi un sondaggio tutto nostro?

La storia di un utente bloccato

Una settimana ricca, questa, tra i Nobel e la protesta di Wikipedia contro la così detta legge bavaglio che minaccia la neutralità dell'enciclopedia (una delle conseguenze sarebbe: niente più voci su politici e personaggi pubblici di un certo peso, onde evitare le quasi certe rettifiche che arriverebbero, a meno di non farle editare da utenti stranieri o da italiani legalmente residenti all'estero e quindi non soggetti alla legge italiana). Il banner qui sopra, che campeggia su praticamente tutte le pagine della Wikipedia in italiano dalle 14 di ieri, quando abbiamo riaperto i battenti, sta a testimoniare che la preoccupazione ancora c'è, ma che si è ritenuto necessario riprendere le trasmissioni, per così dire⁽¹⁾.
L'esposizione mediatica che, però, la nostra Wikipedia ha avuto è stata molto probabilmente alla base del ritorno in auge, almeno su tumblr, della storia di Emanuele Mastrangelo, utente bloccato, a leggere Storia in rete, con la costruzione di prove false e diffamazione.
Forse perché coinvolto come wikipediano dalla recente protesta, forse perché convinto che Wikipedia sia uno dei pochi progetti realmente pubblici al mondo, decido di approfondire, per capire meglio la questione. Prima di proseguire, però, ci tengo a sottolineare che non sono uno storico e non mi sono mai approfonditamente interessati di editare quelle voci, e quindi non ho partecipato in prima persona a quelle discussioni, che si sono concluse a fine 2010. In questo senso, conoscendo i meccanismi di Wikipedia, ma essendo al tempo stesso esterno alla discussione specifica, forse posso ottenere un parere distaccato sulla vicenda, almeno da un punto di vista wikipediano (nel senso della valutazione delle procedure messe in atto).
La storia può essere facilmente ricostruita attraverso il sistema di ricerca interno. Prima di tutto, cercando nelle discussioni delle voci, si scopre come Emanuele sembrava integrarsi perfettamente all'interno della comunità, ma poi, pian piano, iniziavano a uscire un po' di problemucci qua e là fino alla prima procedura di blocco. In questo caso la storia può essere ricostruita dallo storico relativo all'utenza specifica e dalla corrispondente pagina tra le utenze problematiche.
La prima richiesta di blocco avviene il 15 febbraio 2009 e mi sembra che sia nulla di più che un litigio con un altro utente, quello che ha proposto il blocco e che secondo me avrebbe anche rischiato di venire a sua volta bloccato. Poi il 18 marzo 2009 Guidomac blocca Emanuele per 1 giorno per attacchi personali: non è specificato se contro l'amministratore stesso o se contro un altro utente. L'iniziativa, badate bene, non è un abuso di potere perché di fronte ai litigi tra utenti gli amministratori possono prendere la decisione senza consultare la comunità quando ritengono che la soluzione sia utile per calmare gli animi. Vi posso confermare che, se la decisione fosse usata veramente come un abuso di potere, forse di utenti attivi Wikipedia ne conterebbe molto pochi, anche sulle Wiki straniere.