Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20031 Le
frontiere della Fisica ovvero Il deserto dei Tartari
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20032
Enrico Onofri Marconi: maturit nel 1964 Laurea in Fisica, U.Parma,
1968 Princeton U., 1976 CERN, 1981-1982 U.Trento, 1986-1989
U.Parma, 1990- 70 lavori su riviste internazionali, 2 libri
Dipartimento di Fisica, U.Parma, 905225 [email protected]
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20033
Fisica alla parmigiana (?) Le radici La fisica del XX secolo Le
sfide del 2000 Il dilemma ricerca pura/applicata Le prospettive per
i giovani scienziati
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20034 Album
di famiglia Johannes Kepler Galileo Galilei Isaac Newton,
Bernoulli, Huygens, Leibnitz, Laplace, Lagrange J. Maxwell, M.
Faraday, G.Hertz, G.Marconi... Albert Einstein Planck, Bohr,
Schroedinger, Heisenberg, Born, Dirac, Pauli, Fermi,
Landau,Chandrasekhar,Feynman, Gellmann, Wigner, Glashow, Weinberg,
Salam, Hawking,
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20036
Johannes Kepler Il sistema copernicano trova il fondamento
sperimentale Kepler dimostra che le orbite dei pianeti sono
ellittiche, sfruttando i copiosi dati astronomici di Tycho
Brahe
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20037 Le
leggi di Kepler I pianeti descrivono orbite ellittiche il Sole si
trova ad uno dei fuochi Legge delle aree (velocit areolare costante
Newton) Il periodo di rivoluzione funzione dellasse maggiore
dellellisse
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 20039
Galileo Galilei Di Galileo come padre della scienza moderna si
detto tutto piace osservare come in Galileo convivano lanima di
scienziato moderno (con lenfasi sul ruolo della Matematica nella
lettura del libro della Natura), quella di umanista (i suoi scritti
sono un modello di stile) e quello di imprenditore illuminato.
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200310 A
Galileo si deve lintuizione della Relativit del movimento, il
fondamento sperimentale delle conoscenze accoppiato alla
descrizione matematica La legge dei gravi Il Cannocchiale Il
termometro Il pendolo S. Drake, Galileo web:
http://es.rice.edu/ES/hum soc/Galileo/
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200311 Il
compasso di Galileocompasso Un antenato del regolo calcolatore Uno
strumento plurifunzionale Venduto in centinaia di copie corredato
di manuale dellutente Lanalogo di oggi potrebbe essere il
supercalcolatore APE, nato in laboratorio di Fisica e ora diffuso
in Europa (Teraflops)
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200312 La
Matematica di Galileo Geometria Euclidea Aritmetica Il passo
decisivo verso la meccanica moderna costituito dal calcolo
infinitesimale (che ha le sue radici in Archimede) ma Galileo muore
nello stesso anno 1642 in cui nasce Newton il quale svilupper il
calcolo infinitesimale
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Integrali e legge di Keplero Entrambi questi diagrammi sono alla
base di algoritmi di calcolo tuttora utilizzati La formula dei
trapezi e lalgoritmo leapfrog
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200315 La
Meccanica dopo Newton Le leggi della Meccanica e le nuove tecnich
matematiche sviluppate da Newton, Leibnitz, Bernoulli, Huygens,
Euler, cominciano ad essere applicate (edilizia, grandi strutture,
idraulica, etc.)Huygens E LO SONO TUTTOGGI : costituiscono le basi
dellingegneria, della scienza delle costruzioni
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200316 La
rivoluzione del XX secolo Due costanti fisiche modificano
profondamente il quadro apparentemente consolidato della Fisica
dell800:
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200317
Entrambe fissano dei limiti Limite assoluto di velocit Limite
assoluto di precisione per misure contemporanee
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200318 La
Fisica ha inglobato gradualmente questi principi ma il processo
ancora in atto Non esiste ancora una teoria consistente che
incorpori relativit e fisica quantistica includendo tutte le forze
conosciute I tentativi attuali sono rivolti alla formulazione di
teorie quantistiche che vivono in spazi a pi di 4 dimensioni e le
cui coordinate (x,y,z,t,) non necessariamente rispettano le regole
dellaritmetica
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200319 La
matematica della fisica quantistica ha le sue radici nell800 Cayley
e Hamilton (quaternioni e rotazioni spaziali) Riscoperta da Pauli e
fatta progredire da Dirac
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200320
Pubblicit La storia del CERN e della Fisica delle particelle nella
seconda met del XX secolo
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200321 La
vera storia della scoperta del DNA
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200323
Simmetrie Il tema della simmetria fondamentale nella fisica delle
particelle subatomiche
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200324 The
eightfold way In 1961, Murray Gellman found symmetry patterns in
baryons and mesons when he plotted strangeness versus charge. a)
Eight spin baryons arranged in a hexagonal eightfold pattern b)
Nine spin zero mesons arranged in a hexagonal eightfold pattern
(the antiparticles are opposite their particles and the three
particles (which form their own antiparticles) are at its
centre).
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200325 Le
particelle elementari e la nostra ignoranza Higgs Super-particelle
Dark matter Struttura in grande dellUniverso
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200326
Algebrateoria dei GruppiIn vari casi lo stimolo preveniente dalla
teoria fisica (teoria quantistica dei campi, meccanica statistica,
sistemi dinamici, ) ha fatto progredire la ricerca matematica. Ad
esempio lAlgebra e la teoria dei Gruppi hanno fatto progressi
sostanziali di pari passo con lo sviluppo della fisica atomica e
nucleare. Informatica Computer scienceNegli ultimi 40 anni unaltra
disciplina (Informatica o Computer science) entrata in gioco con
forza.
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200327 Una
troika Il trinomio matematica-fisica- informatica costituisce
attualmente un ambito di ricerca e sviluppo considerato strategico
nei paesi avanzati (USA, Japan) e lEuropa? Von Neumann e Eniac,
1946 Exalibur, 2003, 12GFLops
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200328 Dove
non saremmo mai arrivati senza gli elaboratori veloci Navigazione
(astronautica) Dinamica delle galassie Dinamica molecolare
Meteorologia Cartoni animati Diagnostica medica (TAC, NMR)
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200329 Un
piccolo esempio Le equazioni di Newton per il sistema solare
Difficolt insormontabili per pi di 2 corpi celesti solo soluzioni
approssimate Oggi solubili su un PC (100 anni in pochi secondi,
oppure milioni di anni in poche ore)
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Relativit Generale escalation: Con la teoria di Einstein (1916) i
legami tra Fisica e Matematica subiscono unulteriore escalation: le
leggi della gravit sono pura geometria e viceversa la geometria
vincolata alla presenza di materia
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200331 La
teoria prevede che la gravit si propaghi in modo simile alle onde
elettromagnetiche: di questo fatto si hanno solo prove indirette,
al momento, ma sono in fase di avanzata realizzazione strumenti di
rivelazione che dovrebbero permettere di verificare la previsione (
Virgo, Ligo) Il progetto pi pazzo in questo campo rappresentato da
LISA
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(immagine non in scala)
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200333 Un
fisico di Parma sta lavorando al progetto Michele Vallisneri E
diversi gruppi di ricerca (Roma, Trieste, Pisa, Padova, Parma) sono
attivi in questo campo di indagine Applicazioni? Principalmente in
campo medico (telechirurgia, chirurgia assistita dal calcolatore,
robotica)
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200334
Particelle elementari onde gravitazionali Perch il Deserto dei
Tartari di Buzzati? Sono venti anni che abbiamo individuato gli
ultimi Tartari (W,Z). Tanti altri sono preannunciati ma mancano
allappello. HIGGS prima di tutto, ma anche tutte le particelle
supersimmetriche, immagine delle particelle note sotto una
trasformazione detta supersimmetria. Le onde G sono state previste
da 80 anni
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200335
Lattesa non tuttavia snervante come nella fortezza descritta da
Buzzati Anche se i Tartari non si faranno vivi, il lavoro non manca
e produce risultati comunque utilizzabili per scopi di interesse
generale. fallout delle ricerche di base (superconduttivit,
diagnostica medica, terapia adronica, sviluppo delle reti di
comunicazione, web) web
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200336
Ricerca pura o applicata? E fin troppo ovvio insistere
sullimportanza della ricerca applicata (o trasferimento
tecnologico). E addirittura un atteggiamento un po superficiale: se
avesse il sopravvento, il progresso delle conoscenze segnerebbe un
pericoloso rallentamento. Di questo si vedono gi gli effetti
negativi (per, grazie Presidente).
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200337 Vi
siete mai chiesti... pura fondamentaleArchimede era gi in possesso
di conoscenze matematiche e tecniche di ingegneria che per sono
rimaste in letargo per secoli. Forse che la mentalit del tempo era
troppo orientata alle conquiste materiali? C voluta la stagione del
Rinascimento per rilanciare la ricerca pi speculativa (che oggi
chiamiamo pura o fondamentale).
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200338 Cosa
si pu fare? (perorazione finale) Lafflusso di giovani alle facolt
scientifche universitarie, seppure aumentato negli ultimi anni,
percentualmente diminuito. Questo un parametro su cui si fa leva
per ridurre ulteriormente le risorse destinate alla ricerca pura.
Se non vogliamo assistere a un declino morale e culturale della
nazione europea necessario invertire questa tendenza.
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200339 Una
carriera nella ricerca pura? Passiamo 1/3 della vita nel sonno, pi
della met del resto sul posto di lavoro, ergo Conviene investire in
un buon letto e in un lavoro divertente e di soddisfazione
Universit Centri di Ricerca (CNR, INFN, CERN, )
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Liceo Scientifico Marconi, Parma Sabato, 25 ottobre 200340
Galileo Newton Feynman Heisenberg Bohr e Heisenberg Fermi Curie
Einstein Pippo Mister X Kepler Rosalind Franklin