Fisica ...tra Scienza e Mistero (Universo,Energia,Mente e Materia)

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 CERN- L'ANNUNCIO"Tracce della particella di Dio"

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pier



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MessaggioOggetto: CERN- L'ANNUNCIO"Tracce della particella di Dio"   Mar Dic 13, 2011 8:03 pm

L'impronta fotografata al CernDiffusi i risultati degli esperimenti Atlas e Cms condotti nell'acceleratore Lhc: i ricercatori credono di aver osservato un'impronta del bosone di Higgs, l'ultimo elemento mancante per spiegare la struttura dell'universo. "Entro il 2012 la prova definitiva"
dal nostro inviato ELENA DUSI

Il tunnel del Large Hadron Collider (Lhc)
GINEVRA - Inseguita da quasi 50 anni, un'impronta della "particella di Dio" è stata finalmente osservata dagli esperimenti del Cern di Ginevra. A produrla è stato il Large Hadron Collider (Lhc) il più potente acceleratore di particelle del mondo, un anello sotterraneo di 27 chilometri di diametro capace di far scontrare protoni a velocità prossime a quelle della luce. E a "fotografare" le sue tracce sono stati due degli enormi rilevatori piazzati nei punti di collisione fra i protoni: Atlas e Cms, guidati dagli italiani Fabiola Gianotti e Guido Tonelli.

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"Abbiamo iniziato a notare il segnale alla fine dell'estate. Ma analisi così complesse hanno richiesto mesi di lavoro e la collaborazione di migliaia di fisici in tutto il mondo", racconta Sergio Bertolucci, che al Cern è direttore della ricerca. Dei circa 10mila fisici del Cern impegnati nella ricerca della particella di Dio, circa mille sono italiani. La presenza del nostro paese nel Centro di Ginevra è coordinata dall'Istituto nazionale di fisica nucleare. Il bosone di Higgs (il cui soprannome di "particella di Dio" nasce dal titolo di un libro del Nobel americano Leon Lederman) si sarebbe dunque affacciato nei rivelatori del Cern contemporaneamente alla misurazione dei
neutrini più veloci della luce 2.

"Anche se i risultati sono significativi, i dati non bastano ancora a confermare con assoluta certezza l'esistenza del bosone di Higgs", mette in guardia il direttore del Centro, il fisico tedesco Rolf Heuer. Nella scala che i fisici chiamano "sigma" o "deviazione standard" siamo ancora al livello 3: per dichiarare con certezza una scoperta si richiede un livello minimo di 5. Ma Lhc continuerà ad accumulare dati. "Ed entro il 2012 saremo certamente in grado di dare una risposta definitiva" assicura Heuer.

Nel puzzle delle 17 particelle elementari che compongono la materia così come la conosciamo, il bosone di Higgs era l'ultimo pezzo mancante. La sua esistenza era stata ipotizzata nel 1964 dal fisico teorico inglese Peter Higgs. Come una chiave di volta, la "particella di Dio" ha il compito di tenere in piedi il Modello Standard della fisica moderna. Il compendio di teorie sul funzionamento dell'universo comunemente accettato dagli scienziati, senza questo bosone si trovava a descrivere un mondo fatto esclusivamente di particelle elementari senza massa, libere di schizzare via nell'universo alla velocità della luce e incapaci di formare stelle, pianeti ed esseri viventi.

Paradossalmente, il bosone di Higgs ha il compito di spiegare come mai la materia abbia un peso, ma la sua massa era proprio il parametro che mancava per descriverne l'identità. Gli esperimenti di Ginevra ora hanno fissato questo valore in 125 Gev (pari a oltre cento volte la massa di un protone), ma con un margine di incertezza che ancora impedisce al Cern di gridare alla scoperta definitiva. Per confermare il risultato serviranno almeno altri sei mesi di collisioni fra protoni al 99,9 per cento della velocità della luce oltre ai 400 trilioni avvenuti dal marzo del 2010 a oggi.

Fino all'annuncio ufficiale di oggi pomeriggio, i gruppi di ricerca di Cms e di Atlas erano stati tenuti all'oscuro l'uno dei dati dell'altro affinché i due risultati non si influenzassero a vicenda. Il Cern ha evitato così anche fughe di notizie e annunci prematuri di scoperta.

Il valore di 125 Gev, per quanto ampiamente atteso, apre però un nuovo problema ai fisici teorici che cercano di spiegare la struttura dell'universo. Il bosone di Higgs sarebbe infatti troppo leggero per assicurare l'equilibrio della materia alle altre energie. L'ipotesi che subentra ora è che per ogni particella nota ne esista un'altra, detta supersimmetrica, molto più pesante. Trovare questi nuovi ingredienti del mondo che ci circonda, e capire se possono anche spiegare il mistero della massa mancante dell'universo - la cosiddetta materia oscura - saranno le prossime missioni della macchina per l'esplorazione scientifica più grande del mondo, soprannominata "le piramidi del XXI secolo" per le sue dimensioni e la sua complessità.

(13 dicembre 2011)
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pier



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MessaggioOggetto: L’astrofisica Margherita Hack spiega cosa è realmente avvenuto.    Gio Dic 15, 2011 10:30 am

Hack: il bosone origine della materiaL'astrofisica spiega cosa è successo al Cern
di Emanuela Gialli

E’ arrivato un importante annuncio dal Cern, il secondo in poco tempo. Dopo il neutrino, è la volta del bosone o ‘particella di Dio’, prodotto nell’Acceleratore. Come già accaduto per il neutrino più veloce della luce, anche questa volta, c’è chi arricchisce di significati la novità scientifica e chi la minimizza. Quanto è importante ciò che hanno rilevato al Cern sul bosone?
Sarà molto importante se riusciranno a confermare i risultati. Alla base di tutto c’è una Teoria e un modello standard di riferimento che spiega tutti i fenomeni osservati per le particelle elementari. Però questa teoria prevede che esista una particella, il bosone, che avrebbe una massa molto maggiore della massa del protone, che è il nucleo dell’atomo di idrogeno, la quale dimostrerebbe come le altre particelle acquistano massa. In un certo senso si potrebbe dire che il bosone sarebbe il babbo o la mamma di tutte le altre particelle. Il bosone però finora era un’ipotesi. Bisognava appunto trovarlo. Siccome c’è equivalenza fra massa ed energia, se abbiamo a disposizione sufficiente energia si può creare una particella. Il Cern disponeva della maggior quantità di energia proprio nella speranza di riuscire a trovare il bosone. Finora ogni risultato era stato negativo. Ora sembra che cominci ad esserci qualche indizio, qualche traccia, di questo bosone. Questo sarebbe molto importante, perché se non si trova il bosone le alternative sono due: o non c’è sufficiente energia per produrlo o la teoria è sbagliata e bisogna cambiarla. Se si riesce a trovare, potrebbe spiegare anche concretamente il modo come si sono create tutte le altre particelle elementari. Quindi aspettiamo il risultato. Che se confermato, sarebbe importante perché arriverebbe a pochi giorni dall’altra sensazionale notizia per la quale il neutrino avrebbe viaggiato a una velocità superiore a quella della luce dal Cern al Gran Sasso.

Perché sono così importanti le particelle elementari?
Perché la materia è fatta di particelle. Noi stessi siamo fatti di particelle. Gli atomi, le molecole che costituiscono il nostro corpo sono fatti di particelle. Vuol dire capire l’intima essenza della materia.

Quanto aggiunge, o aggiungerebbe di fatto se confermata, alla nostra conoscenza questa notizia?
Significherebbe capire cos’è realmente la materia. E’ curiosità: la curiosità di conoscere la natura. Questa curiosità, che sembra non abbia altro scopo che la curiosità stessa, può portare invece a risultati applicativi estremamente importanti. Ad esempio Einstein vinse il premio Nobel all’inizio del Novecento per le sue ricerche sull’effetto fotoelettrico. Sembrava che fosse ricerca pura, che servisse a capire solo la struttura della materia. Mentre dall’effetto fotoelettrico sono derivate tutte le ‘diavolerie’ elettroniche che allietano, o complicano, a seconda dei punti di vista, la nostra vita.

Ancora però non mi sembra sia chiaro perché il bosone viene chiamata ‘particella di Dio’? Spiega l’origine del Mondo?
Spiegherebbe l’origine delle particelle. Ripeto, ‘particella di Dio’ nel senso che sarebbe il babbo e la mamma di tutte le particelle. Quindi il bosone sarebbe l’elemento che spiega la formazione della materia.

Anche il neutrino è una particella. Come definirlo? Dove si trova? A cosa serve?
Il neutrino è una particella che non ha carica, è appunto neutra, con una massa estremamente piccola, tanto che si pensava fino a poco tempo fa che addirittura non l’avesse. Che il neutrino cioè fosse come il fotone, che è una particella di luce priva di massa. Invece la massa c’è, è stata misurata e si sa che è più piccola di un centomilionesimo della massa dell’elettrone. Il neutrino è un po’ strano, birichino, perché cambia aspetto, si può trasformare cioè da neutrino elettronico, in muonico o neutrino tauonico. I neutrini vengono prodotti in gran quantità nelle redazioni nucleari che avvengono all’interno delle stelle, quindi anche nel Sole. E siccome si conosceva bene l’interno del Sole, si sa che temperatura ha, che densità, si sapeva anche che dovevano arrivare tot neutrini e invece se ne trovavano sempre di meno. E questo è stato un grosso mistero negli anni Sessanta: tutte le misurazioni registravano questo difetto, questa mancanza di neutrini. Come mai? Gli scienziati hanno proposto un’idea innovativa, hanno cioè ipotizzato che cambiassero aspetto nel loro viaggio dal centro del Sole alla superficie. Perché allora i misuratori potevano rilevare solo i neutrini elettronici. Però se questi nel corso del viaggio dentro il Sole da elettronici si trasformano in muonici o tauonici, dicevano i ricercatori, non li misuriamo più. Allora è partito l’esperimento “Opera”, dal Cern al Gran Sasso, che consiste nell’inviare fasci di neutrini muonici e vedere se al Gran Sasso arriva un neutrino diverso. Così dopo miliardi di neutrini muonici abbiamo ricevuto un neutrino tauonico, confermando l’ipotesi degli scienziati. Il “mistero del neutrino mancante” è stato dunque risolto. Poi si è visto anche che la velocità è superiore a quella della luce.

Secondo Lei, professoressa Hack, è una coincidenza che nel giro di pochi giorni siano stati fatti due annunci così rilevanti per la scienza? Queste scoperte così ravvicinate,l’una all’altra, entrambe con al centro l’attività del Cern di Ginevra, dove lavorano ricordiamo molti italiani, sono una coincidenza?
E’ un caso.

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pier



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MessaggioOggetto: Il Bosone, ‘era scritto nel Big Bang’- Parla Zichichi   Ven Dic 23, 2011 11:04 am


‘Nella grande esplosione che originò il mondo tutto era presente’
di Emanuela Gialli

Sono state trovate tracce del “Bosone di Higgs”, una particella che potrebbe spiegare molte cose. Lei come interpreta questa novità che arriva dal mondo scientifico?
Questa novità come lei la chiama era già stata discussa per a prima volta nel 1964, quando lei non era ancora nata. Il problema non è nuovo. Raffinando sempre di più il modo in cui noi descriviamo il mondo si è arrivati alla conclusione che si può descrivere tutto, a condizione però che sia pieno di massa. Tutto ciò che esiste, ad esempio il nostro corpo, è dotato di massa. E come si fa a mettere la massa nella descrizione fondamentale dei fenomeni fisici, quindi dell’Universo? Ciò che regge il mondo ha una certa logica. In questa logica la massa non può entrare. E questa è una cosa assurda. Come si fa allora? A un certo punto si arrivò a questa conclusione: tutto ciò che esiste –il nostro corpo, gli spaghetti, la luna, il sole- è fatto da “trottoline”, cioè da palline che girano. E questo non è banale.

Aspetti, questo che vuol dire?
Tutto è fatto con masse reali e “trottoline”. Questa particella che non ha il movimento di”trottolina” e una massa immaginaria permette di avere un mondo dotato di massa e fa il miracolo di produrre una massa senza creare più mondi. Se lei fa il calcolo: quanto debbo spendere per i regali di Natale? Lei potrebbe dire, ad esempio, 300 euro. Però, se venisse fuori una spesa di 3 miliardi di euro lei direbbe: “Beh, forse ho sbagliato in qualche punto”. Se, ripetendo lo stesso calcolo, venisse fuori “infinito”, lei direbbe ancora: “Ma cosa sto combinando?”. Quando noi calcoliamo qualche cosa, qualunque cosa, con massa, i calcoli esplodono. Non come Hiroshima e Nagasaki, certamente. Le nostre sono esplosioni pacifiche, di calcoli, di grande civiltà. Ma quando un calcolo dà un risultato infinito, può esserci un guaio. Noi quel “guaio” lo cerchiamo da mezzo secolo. Finalmente , a furia di migliorare le cose, è venuto fuori che c’è una soluzione. E questa soluzione è la “Particella di Dio”, così chiamata perché dopo 30 anni di ricerche senza mai trovarla, per via del miracolo che farebbe, cioè di produrre massa senza provocare esplosioni, si potrebbe appunto denominare “Particella di Dio”.

E’ come se ci fosse una creazione in laboratorio?
Assolutamente no. E’ una fatto puramente matematico. Questa particella si mette in calcolo con massa immaginaria e produce massa per tutti, anche per una particella simile a sé stessa, che però ha massa reale. E’ questa che noi cerchiamo. Se questa particella con massa immaginaria dà massa a tutto, agli spaghetti, all’Universo, ma non produce una particella con massa simile a sé stessa, noi non avremmo mai potuto scoprire la “Particella di Dio”. Per nostra grande gioia e fortuna le cose vanno in modo tale che anche la stessa “Particella di Dio”, con massa immaginaria, diventa particella con massa reale. In questi giorni, si sono lette molte cose non vere su questa conquista.

Ad esempio?
Legga i giornali. Uno ha scritto che ai tempi del “Big Bang” non c’era la massa. Invece caspita se c’era. Il mondo non era fatto come oggi. Non c’erano le galassie, non c’erano le stelle. Non c’era il mondo così come lo conosciamo, però esistevano eccome le masse. Infatti, ai tempi del ”Big bang” sono venuti fuori i “buchi neri”, attorno ai quali sono nate le galassie. Lasciamo dunque in pace le cose vere e discutiamo di quelle che dobbiamo ancora capire.

Massa e materia sono equivalenti?
Ma no. Fino al 1905, anno in cui Einstein elaborò l’equazione energia=massa per velocità della luce al quadrato, tutti pensavano che materia e massa fossero la stessa cosa. Manco per sogno. La materia, attenzione, è massa con “cariche”.

Per volgarizzare, anzi mi perdoni se faccio questo con Lei, la massa è come se fosse un pongo da plasmare, che ha un peso, oppure non ha niente a che vedere con questo?
No, no: la massa pesa. Eccome se pesa. Caspita. Lei deve immaginare la carica come un lucchetto. Immagini di avere un bicchiere d’acqua, pari a 100 grammi di massa. Ne basterebbero 3 grammi, per provocare un’esplosione simile a Hiroshima e Nagasaki, se si aggiungesse una “carica”. Attualmente, si conoscono 12 tipi di carica. Sono queste che stabiliscono la stabilità della materia, non la massa. Pensiamo ai greci, che dicevano: “Più pesante è la colonna, più robusta è”. Ma manco per sogno. Una colonna peserà, non so, 10 tonnellate. Di cemento. E se si mettono 10 tonnellate di gelsomino o di zucchero, si può fare un tempio sufficientemente robusto? Sì. Si possono avere mille chili di gelsomino e mille chili di cemento armato: la massa è la stessa. Sono le cariche che fanno la struttura della materia. La materia dunque vuol dire massa con cariche. Come la fiamma, che non è altro che un insieme di strutture atomiche eccitate, che si trasformano, emettendo fotoni.

Il “bosone” è solo massa?
Il “bosone” ha solamente una carica detta “debole”. Di fatto, non ha carica. Il “bosone” è pallina, non trottolina. E’ una particella diversa da tutto ciò che esiste, che è fatto di trottoline e di massa reale. La trottolina è fatta di cariche. Prendiamo ad esempio i neutrini, che sono le particelle più leggere che esistano, ma non sono di massa zero, anche se è piccolissima. Il neutrino ha carica debole, altrimenti non potrebbe attraversare la Terra. L’elettrone, per spiegare meglio, non attraversa nemmeno un centimetro di ferro. Mentre un neutrino attraversa un muro di cemento armato spesso quanto la distanza Terra-Sole, senza problemi. E sono 150 milioni di chilometri. Perché non hanno una carica elettrica forte, hanno solo carica debole.

Dunque il bosone è la madre o il padre di qualunque tipo di massa?
Esatto. Ha detto una cosa formidabile. Il “bosone”, dotato di massa immaginaria, attraverso la matematica che si sviluppa da questo concetto produce anche la luce, che è una trottolina senza massa. Incredibile ma vero. Cioè, il “bosone” produce sia particelle con massa, sia particelle di massa zero, come la luce. Altrimenti, la luce non potrebbe esistere. E questo è un fatto spettacolare. Io ho studiato queste cose circa 30 anni fa.

Posso semplificare ulteriormente? Potrebbe spiegare l’origine del mondo, nel senso che senza il bosone non sarebbe nato niente?
No, no, no! L’origine del mondo è nel “Big Bang”. Stia attenta: quando è scattato il “Big Bang”, le leggi fondamentali della natura erano tutte scritte, inclusa l’esistenza del bosone di Higgs, ovvero la “Particella di Dio”, ovvero era già stato scritto, nell’istante del “Big Bang”, che doveva esistere la “Particella di Dio”. Allora il tempo era computato in modo diverso. Quanto dura questa nostra conversazione? Cinque minuti. Bene. Il nostro cuore batte al ritmo di un colpo al secondo. Ma il ritmo del “Big Bang” è cinque volte un miliardesimo di secondo. Quindi, l’istante del “Big Bang” è piccolissimo, non è come il nostro cuore.

Perché dice che tutto questo è stato scritto ai tempi del “Big Bang”? E’ stato scritto da chi e quando? Nel momento in cui la Teoria fu elaborata?
Io mi riferisco a ciò che sappiamo: se non fosse stato scritto tutto, non potrebbe esistere il mondo.

Scritto da chi, professor Zichichi?
Se c’è una logica, ci deve essere un autore. Io dico che è Dio, gli atei dicono che è il “Nulla”. L’ateismo è un atto di fede nel “Nulla”. Un ateo non mi sa spiegare quello che è accaduto dal “Big Bang” ad oggi. Mentre il “Big Bang” si capisce se immediatamente si includono le leggi fondamentali. Alla base c’è una logica rigorosa. Che fine fatto questa logica? Ma qui stiamo parlando di filosofia, non più di fisica.

E’ bellissimo che lei riesca a coniugare queste due materie così essenziali per la nostra esistenza. E’ un vero miracolo. Cosa ci dobbiamo aspettare in futuro e ancora, Lei ci parla dal Cern di Ginevra: come mai queste due scoperte così sensazionali, il neutrino più veloce della luce e le tracce di “bosone”, a breve distanza l’una dall’altra?
Perché è stata messa in moto una struttura formidabile. La supermacchina che c’è qui è la più potente al mondo. Cominciamo finalmente a farla funzionare. Io sono stato membro del Comitato che ha deciso nel 1979 che il circuito dovesse essere di 27 km, non di 13, come volevano altri. E adesso stiamo studiando una macchina ancora più potente.

Stiamo parlando degli acceleratori di particelle, vero Professore?
Sì, acceleratori di protoni. Però mi scusi la sua domanda è enciclopedica. L’origine di tutto quello che facciamo sono le interazioni forti tra protoni e contro-protoni e neutroni. Noi portiamo queste particelle all’energia massima per produrre cose che non esistono nel nostro mondo. Tra queste cose c’è il “bosone di Higgs”. Perché finora non è stata scoperto? Perché la sua massa doveva essere più grande di 114 masse di protoni. L’avremmo potuta scoprire prima, se la macchina fosse andata a energia più alta. Conclusione: il motivo per cui ci sono tante novità è perché è in moto una struttura che è unica al mondo.

Una struttura che fornisce due diverse interpretazioni: si vuole dimostrare che certi elementi fondamentali della nostra esistenza derivano dal “caso”, dicono i più laici, altri invece possono dire che si creano per effetto di un disegno originario.
Però i laici non sanno dimostrare perché questi elementi fondamentali derivano dal “Kaos”. Se riescono a farlo, significa che hanno scoperto che non siamo figli di una logica che ha un autore, se invece non riescono, il loro è un mero atto di fede nel “Nulla”. Queste domande però non sono di fisica, mi scusi ancora, ma di filosofia.

L’acceleratore del Cern di fatto riproduce il “Big Bang” o no?
Ma no! Riproduce com’era il mondo un decimo di miliardesimo di secondo dopo il “Big Bang”. Sicuramente penserete: che tempo piccolissimo! Invece no: bisogna confrontare questo tempo con il battito del “cuore” del “Big Bang”, che è miliardi di miliardi di miliardi di volte più veloce del nostro cuore.
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MessaggioOggetto: Re: CERN- L'ANNUNCIO"Tracce della particella di Dio"   Oggi a 6:38 pm

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