Carlo Rubbia

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Inviato da david 02/04/2009 @ 22:11

Tags : carlo rubbia, fisica, scienza

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Carlo Rubbia

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Carlo Rubbia (Gorizia, 31 marzo 1934) è un fisico italiano.

Nel 1957 si laurea in fisica alla Normale di Pisa e trascorre un anno presso la Columbia University. Ritorna in Italia all'Università La Sapienza di Roma.

Nel 1960 diventa ricercatore presso il CERN di Ginevra dove si occupa di ricerche inerenti la fisica delle particelle elementari. Lì promuove la modifica dell'esistente acceleratore SPS in un collisionatore protone-antiprotone; con questo nel 1983 scopre le particelle che sono responsabili dell'interazione debole, cioè i bosoni vettoriali W+, W− e Z. Riesce ad avere anche la conferma dell'unificazione della forza elettromagnetica e della interazione debole nella forza elettrodebole.

Nel 1984 riceve, insieme all'olandese Simon van der Meer, il premio Nobel per la fisica per queste scoperte. Dirige il CERN dal 1989 al 1993. Dal 1971 al 1988 insegna anche fisica presso l'Harvard University. Dal 1999 è Presidente dell'ENEA. Nel 2005 critica il governo Berlusconi sull'umiliazione che la ricerca in Italia sta subendo. Nel luglio dello stesso anno viene rimosso dall'incarico presso l'ENEA.

Da allora collabora con il CIEMAT (centro di ricerca sull'energia, l'ambiente e la tecnologia), un organismo spagnolo simile all'italiano ENEA, per lo sviluppo del "solare termodinamico", progetto iniziato all'ENEA e non conclusosi in Italia a causa del licenziamento di Rubbia.

È stato inoltre consulente per le questioni energetiche presso il Ministero dell'Ambiente del secondo governo Prodi. È stato anche professore ordinario di Complementi di Fisica Superiore all'Università di Pavia.

È socio onorario nazionale dell'Accademia Nazionale dei Lincei.

Le sue ricerche coprono molti aspetti della fisica delle particelle elementari in cui è estremamente attivo. Negli anni dopo il Nobel comincia a interessarsi ai problemi energetici e studia un reattore a fissione sicuro in cui i neutroni della reazione a catena vengono prodotti tramite un acceleratore di particelle. Il reattore resta però allo stadio di progetto.

Si è anche occupato di neutrini cosmici, della stabilità del protone, di fusione nucleare controllata; ha ideato un motore (il progetto 242) che usando solo 2,5 kg di americio 242 può portare un'astronave fino a Marte in un tempo molto minore degli attuali propulsori. Attualmente si interessa al problema della materia oscura. L'esperimento da lui proposto, WARP (Wimp ARgon Programme), si propone di rivelare la presenza di materia oscura sotto forma di WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). Attualmente è trasferito in Spagna per costruire alcune centrali solari termiche che mirano a sostituire le attuali centrali elettriche . Ha accettato l'invito dell'ex-Ministro dell'ambiente Alfonso Pecoraro Scanio a ritornare a lavorare in Italia nello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili.

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Fisica delle particelle

L'esperimento CMS durante la fase di costruzione al CERN

La fisica delle particelle è la branca della fisica che studia i costituenti fondamentali e le interazioni fondamentali della materia. Talvolta viene anche usata l'espressione fisica delle alte energie, quando si vuole far riferimento allo studio delle interazioni tra particelle elementari che si verificano ad altissima energia e che permettono di creare particelle non presenti in natura in condizioni ordinarie, come avviene con gli acceleratori di particelle.

Tutte le particelle fino ad oggi osservate e le loro interazioni note possono essere descritte da una teoria quantistica chiamata Modello Standard che viene spesso considerata come la maggior conquista della fisica delle particelle teorica finora conseguita. Il modello descrive tutti i costituenti della materia e tutte le interazioni fondamentali ad oggi noti, ad eccezione della gravità, ed ha avuto straordinarie verifiche sperimentali con la previsione di particelle effettivamente scoperte fin dagli anni 60. Le previsioni del modello standard sono state accuratamente verificate da tutti gli esperimenti realizzati fino ad ora, ed in particolare con le misure di precisione effettuate al LEP del CERN.

Il Modello Standard rappresenta un esempio di unificazione delle interazioni fondamentali. Come le equazioni di Maxwell hanno permesso di unificare le interazioni elettriche e magnetiche in un'unica interazione elettromagnetica, nel Modello Standard le interazioni elettromagnetiche e deboli sono unificate in un'unica interazione elettrodebole.

Comunque, molti fisici delle particelle ritengono che sia una descrizione incompleta della natura, e che una teoria ancor più fondamentale attenda di essere scoperta. Infatti, il Modello Standard non fornisce l'unificazione dell'interazione forte con quella elettrodebole, e non è in grado di comprendere la gravità, la cui trattazione in relatività generale non è ad oggi compatibile con la meccanica quantistica.

In senso stretto, il termine particella non è del tutto corretto. Gli oggetti studiati dalla Fisica delle particelle, obbediscono ai principi della meccanica quantistica. Come tali, mostrano una dualità onda-corpuscolo, in base alla quale manifestano comportamenti da particella sotto determinate condizioni sperimentali e comportamenti da onda in altri. Teoricamente, non sono descritte né come onde né come particelle, ma come vettori di stato in un'astrazione chiamata spazio di Hilbert. Per una trattazione più dettagliata, si veda la teoria di campo quantistica. Seguendo le convenzioni dei fisici delle particelle, useremo "particelle elementari", per riferirci a oggetti come elettroni e fotoni, ben sapendo che queste "particelle" mostrano anche proprietà ondulatorie.

L'idea che la materia sia composta da particelle elementari, data quanto meno al VI secolo a.C. La dottrina filosofica dell'"atomismo" era studiata da filosofi dell'antica Grecia quali Leucippo, Democrito ed Epicuro. Anche se già Isaac Newton nel XVII secolo pensava che la materia fosse composta da particelle, fu John Dalton che nel 1802 sostenne formalmente che la materia era composta da piccoli atomi.

La prima tavola periodica di Dmitri Mendeleev, del 1869 contribuì a cementare questa visione, prevalente per tutto il XIX secolo. Il lavoro di Joseph Thomson stabilì che gli atomi erano composti da elettroni leggeri e protoni massicci. Ernest Rutherford stabilì che i protoni erano concentrati in un nucleo compatto. Il nucleo era inizialmente ritenuto essere composto da protoni ed elettroni confinati (al fine di poter spiegare la differenza tra la carica elettrica e il peso atomico), ma fu in seguito scoperto essere composto da un nucleo di protoni e neutroni e da elettroni che vi orbitano attorno.

Negli anni 50 e 60 si svilupparono macchine in grado di produrre e rivelare un'incredibile varietà di particelle. Si faceva riferimento a queste come allo "zoo delle particelle". Questo termine venne abbandonato dopo la formulazione del modello standard, durante gli anni 70, nel quale questo grande numero di particelle venne spiegato in termini della combinazione di un numero (relativamente) piccolo di particelle fondamentali.

L'attuale classificazione delle particelle elementari viene chiamata Modello Standard. Esso descrive la forza nucleare forte, la forza nucleare debole e l'elettromagnetismo (tre delle quattro forze fondamentali), tramite dei bosoni mediatori, conosciuti come bosoni di gauge. I bosoni di gauge sono: fotoni, bosoni W-, bosoni W+, bosoni Z e gluoni. Il modello contiene inoltre 24 particelle fondamentali, che sono le costituenti della materia. Infine, prevede l'esistenza di un tipo di bosone conosciuto come bosone di Higgs, che deve ancora essere scoperto.

Ulteriori sviluppi dovranno inoltre comprendere una teorica quantistica della gravitazione, per l'unificazione definitiva delle tre forze citate con la gravità: la relatività generale si basa infatti sul modello "classico" di spaziotempo continuo in cui il valore del campo gravitazionale può assumere un valore arbitrariamente piccolo. Essa è dunque incompatibile col modello standard, dove l'intensità dei campi dipende dalle particelle coinvolte e assume perciò solo determinati valori.

Ciononostante, per circa trent'anni il modello standard ha resistito alle evidenze sperimentali; solo ultimamente alcune osservazioni astronomiche sullo spostamento verso il rosso dei quasar più lontani, insieme ad alcuni risultati sperimentali sulla massa del neutrino e sulla misura del momento magnetico del muone, hanno introdotto il dubbio che non si tratti di un modello completo.

Oltre a questi, esistono molti altri laboratori nazionali e internazionali, che ospitano uno o più acceleratori di particelle.

La fisica delle particelle sta investigando, nel corso degli anni, fenomeni che avvengono ad energie sempre più grandi. Per fare questo con gli acceleratori sono necessarie apparecchiature sempre più complesse e di grandi dimensioni. Il progetto più grande, attualmente in fase di conclusione al CERN, è l'acceleratore LHC, il cui costo raggiunge diversi miliardi di euro. Anche se questa spesa viene distribuita durante un arco di tempo di oltre un decennio, necessario alla sua realizzazione, la fattibilità di progetti di tali dimensioni è possibile solo con il contributo di decine di nazioni.

I paesi finanziatori hanno dimostrato in diversi casi di essere attenti alla spesa per i grandi progetti di ricerca. Ad esempio, nel 1993, il congresso degli Stati Uniti fermò la costruzione del Superconducting Super Collider, dopo che erano già stati investiti 2 miliardi di dollari. Questo acceleratore, infatti, avrebbe costituito un "doppione" rispetto ad LHC, e, sebbene avrebbe consentito di raggiungere energie maggiori di LHC, quest'ultimo ha potuto riutilizzare tutti i lavori di ingegneria civile del precedente acceleratore LEP, realizzato in una caverna sotterranea lunga 27 km.

Le spese pubbliche per finanziare i grandi progetti di ricerca hanno comunque spesso ricadute tecnologiche positive di rilievo anche in settori diversi da quelli che le attività di ricerca hanno come finalità principale.

L'Italia svolge un ruolo di primo piano nella fisica delle particelle partecipando con posizioni di responsabilità importanti alla realizzazione ed alle ricerche che si effettuano nei più importanti progetti di fisica delle particelle. Le ricerche in questo settore sono finanziate in Italia in gran parte dall'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che collabora con decine di dipartimenti di fisica delle diverse università italiane.

Nel 1984 l'italiano Carlo Rubbia ha ricevuto premio Nobel per la fisica per la scoperta dei bosoni W e Z.

L'Italia è uno stato membro fondatore del CERN, e per due volte ha avuto la direzione generale del laboratorio (Carlo Rubbia, dal 1989 al 1993 e Luciano Maiani dal 1999 al 2003).

La fisica delle particelle ha avuto anche un grande impatto sulla filosofia della scienza. Filosofi e scienziati come Paul Feyerabend e Fritjof Capra, hanno criticato come riduzionistiche l'idea che ogni fenomeno noto possa essere spiegato in base alle leggi che regolano le interazioni tra particelle fondamentali.

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Hans Grassmann

Hans Grassmann (Bamberg, 21 maggio 1960) è un fisico, scrittore e imprenditore tedesco. E' autore di 4 libri e di oltre 250 pubblicazioni scientifiche, ed è inoltre fondatore ed amministratore unico dello spin-off accademico Isomorph srl. I suoi contributi principali alla fisica sono: lo sviluppo di un calorimetro a CsI(Tl) con fotodiodi, lo sviluppo dell’analisi dell’asimmetria nella produzione della particella W, un contributo alla scoperta della particella top, lo sviluppo di un teoria fisica dell’informazione, la progettazione e lo sviluppo di un generatore eolico con condotto esterno e la realizzazione di un sistema innovativo di specchi per la concentrazione dell’energia solare chiamato specchio lineare. Grassmann lavora dal 1988 in Italia.

Dal 1979 al 1984 Grassmann studia fisica all’Università di Erlangen e Amburgo. Per la tesi di laurea sviluppa con il suo supervisore E. Lorenz (MPI Monaco) un nuovo metodo per la rivelazione calorimetrica di fotoni ad alta energia, utilizzando cristalli scintillanti con lettura a fotodiodo . Il calorimetro a CsI(Tl) ha reso possibili alcuni degli esperimenti più avanzati della fisica e astro fisica moderna, ad esempio Crystal-Barrel (Cern), BaBar (Stanford linear Accelerator Centre), Glast (Nasa), BELLE (KEK, Tsukuba) o CLEO (Cornell University).

Nel 1984 Grassmann entra a far parte del gruppo sperimentale di Carlo Rubbia (UA1), al centro europeo del CERN per la fisica nucleare (Ginevra) dove rimarrà fino al 1988. Svolge la tesi di dottorato con Helmut Faissner (RWTH Aachen): "Limits on Leptoquarks from missing energy and from muon events at the ppbar collider" (un limite su leptoquarks da eventi con energia mancante e muoni al collider ppabr).

Dal 1988 fino al 1999 Grassmann fa parte della Collaborazione CDF (Fermilab), che raccoglie dati presso il collider adronico Tevatron. Nel 1990 sviluppa l’analisi della asimmetria di carica nel decadimento del W con la sua studentessa di laurea, Sandra Leone. Al collider Tevatron le particelle W vengono create primariamente in collisioni fra quark costituenti. Osservando la produzione della W si può ricostruire le proprietà di questi quark (nel protone e nell’antiprotone), e valutando solo la differenza nella produzione di W+ e W- ,si ottiene una misura che è poco sensibile ad eventuali inefficienze nello strumento sperimentale .

Negli anni seguenti Grassmann sviluppa un nuovo metodo per la ricerca del quark top . Il metodo sfrutta il fatto che la produzione e il decadimento della particella top a un collider adronico hanno proprietà cinematiche diverse da quelle delle reazioni di fondo (il fondo più importante è la produzione di particelle W assieme ai getti di adroni). Nel 1994, applicando questa analisi, Grassmann insieme a Giorgio Bellettini e Marina Cobal, osserva la particella top nei dati del CDF per la prima volta . L’analisi viene applicata una seconda volta su un campione di dati più grande nel 1995, confermando i risultati dell’anno 1994 .

Dopo la scoperta del top, Grassmann si dedica al tentativo di collegare la teoria dell'informazione (Shannon, Chaitin e Kolmogorov) con la fisica . Dai lavori di Szilard (e quelli di Landauer e Bennet) si nota che un collegamento tra la fisica e la teoria dell'informazione deve esistere, perchè memorizzare o cancellare un bit di informazione in certe situazioni è collegato alla dissipazione di energia . Però la teoria dell'informazione classica e la Teoria della complessità algoritmica non contengono nessuna variabile di fisica. Nella teoria di informazione viene usato il termine entropia, ma l’entropia della teoria dell'informazione non è una funzione di stato, in contrasto con la entropia termodinamica usata nella fisica. Grassmann cerca di mantenere i concetti usati in precedente, come messaggio, quantità di informazione o complessità, li inserisce però in un nuova struttura matematica – invece di esprimere questi concetti in termini di una teoria probabilistica, vengono discussi in termini di algebra vettoriale ovvero di algebra di Boole.

Nel 2004 viene fondato lo spin-off accademico Isomorph srl. Da un punto di vista economico Isomorph ha come scopo creare nuovi concetti, procedure e dispositivi, basati su ricerche di fisica, e di venderli. Da un punto di vista scientifico Isomorph è un tentativo di rendere possibile la ricerca libera – cioè ricerca indipendente dai peer group, e dal complesso scientifico-amministrativo. Nel 2007 Isomorph ha sponsorizzato, presso il Castello di Duino, la conferenza Information Theory and Practice . La conferenza ha avuto come scopo quello di unificare il concetto di Informazione presente in diverse discipline scientifiche ed è riuscita a riunire esperti dalle discipline più diverse come: Valentino Braintemberg, Gregory Chaitin e Klaus Kornwachs.

Nei suoi libri e articoli di giornale , Grassmann cerca di spiegare la fisica anche a chi non l'ha studiata. La fisica si può capire, cosa non si può capire non è fisica . Inoltre ogni libro si dedica alla discussione di un particolare aspetto nel rapporto fra scienza e società. I libri vengono fatti da alcune delle case editrici tedesche piu rinomate, esistono anche versioni tascabili e traduzioni in altre lingue.

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Giorgio Parisi

Giorgio Parisi (Roma, 4 agosto 1948) è un fisico italiano, attivo nell'ambito della ricerca sulla meccanica statistica e teoria dei campi, nonché in un numerosi altri ambiti della fisica, matematica, e della scienza in generale. Con Nicola Cabibbo e Carlo Rubbia è l'unico fisico italiano membro della National Academy of Science degli Stati Uniti d'America. È uno dei fisici più autorevoli del mondo secondo la scala h-index ed è considerato uno dei migliori scienziati italiani in assoluto.

Giorgio Parisi si è laureato all'Università La Sapienza di Roma nel 1970, sotto la guida di Nicola Cabibbo. È stato ricercatore presso l’INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Frascati dal 1971 al 1981. Ha lavorato presso la Columbia University (1973-1974), l'Institut des Hautes Études Scientifiques (1976-1977) e all’École normale supérieure de Paris (1977-1978). È divenuto professore ordinario di fisica teorica nel 1981 all'Università di Tor Vergata, e nel 1992 presso la stessa La Sapienza, dove attualmente insegna Calcolo delle probabilità. In passato, ha svolto la sua ricerca anche all'estero. Si ricorda anche la sua partecipazione, assieme a Nicola Cabibbo ed altri fisici, al progetto APE100.

I risultati che lo hanno reso noto a livello internazionale riguardano principalmente i sistemi disordinati ed i vetri di spin (anche noti come spin glass), una classe di modelli della meccanica statistica di cui lo stesso Parisi ha fornito numerose applicazioni in teoria dell'ottimizzazione, biologia ed immunologia. Notevoli anche i suoi contributi nel campo della fisica delle particelle elementari, in particolare di cromodinamica quantistica e sulla teoria delle stringhe. Ha ricevuto numerosi riconoscimenti e premi: i più importanti sono riportati nel paragrafo seguente.

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Source : Wikipedia