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È meglio indossare una maglietta nera o una bianca al Sole? Quale si scalda di più e perché? Per rispondere, eseguiamo un esperimento al Sole e uno all'ombra. Questo ci permetterà di rispondere a queste domande e anche di capire cosa sia il famoso "corpo nero" che portò Max Planck a scoprire il mondo dei quanti nel 1900 e dare il via alla Prima Rivoluzione Quantistica.
#fisica #pepitediscienza #quantistica
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Qui inizia l'avventura dei 4 MicroCosmonauti: un viaggio nel futuro del cosmo, tra relatività, meccanica quantistica, astrofisica, astrobiologia e molto altro.
#fisica #pepitediscienza #quantistica #filosofia
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Il futuro è tutto già scritto? O esiste il libero arbitrio? Cosa dicono la meccanica classica, la meccanica quantistica e la filosofia?
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La funzione d'onda di Schrödinger rappresenta una proprietà quantistica reale delle particelle elementari? O è solo un artificio matematico? Chi ha ragione? Schrödinger o Heisenberg?
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E se una mela fosse quantistica? Come si comporterebbe? Scopriamo i 4 concetti dell'antirealismo quantistico, grazie a una mela quantistica. Parliamo di Heisenberg, Pauli, Bohr, Einstein, Schrödinger e Born. Esiste la Luna quando non la osservo?
#fisica #pepitediscienza #quantistica
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Nel 1918 la matematica Emmy Noether pubblica il suo Primo Teorema, che lega posizione e quantità di moto, energia e tempo. Le stesse variabili coinvolte nel Principio di Indeterminazione di Heisenberg del 1927, uno dei pilastri della meccanica quantistica. Oggi indaghiamo le simmetrie delle leggi di Natura e l'armonia del cosmo.
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In questo episodio puoi metterti alla prova con 7 domande di fisica, che spaziano dalla relatività alla meccanica quantistica, all'esplorazione dello spazio. Vi auguro un buon divertimento.
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Perché sono proprio posizione e velocità (quantità di moto) ad apparire nel Principio di Indeterminazione di Heisenberg? Perché proprio energia e tempo? Oggi parliamo di meccanica quantistica e scopriamo il significato di queste coppie di grandezze e del concetto di incertezza di misura.
Per approfondire:
W. Heisenberg, “Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen,” Zeit. Phys. 33, 879-893 (1925)
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Grazie a effetti quantistici che nascono a dimensioni nanometriche, i biosensori sono strumenti in grado di rilevare la presenza di batteri o di biomarcatori nel sangue e di combattere molte malattie. Sono strumenti che si basano su concetti di ottica, concetti quantistici, concetti di microelettronica, biologia.
Per approfondire:
N. Fabri-Faja et al., Analytical Clinica Acta 1077 (2019)
M. Soler et al., Optics and Photonics News, vol. 31, issue 4, pp. 24-31 (2020)
Credit dell'immagine di copertina: M. Soler et al., Optics and Photonics News, vol. 31, issue 4, pp. 24-31 (2020)
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In questo episodio capiamo cosa sia la Camminata Quantistica, ovvero un fenomeno quantistico scoperto nelle cellule che effettuano la fotosintesi. I cosiddetti "eccitoni" invece di comportarsi come particelle si comportano come onde, proprio come nel famoso esperimento della doppia fenditura. Un fenomeno quantistico alla base della vita.
Per approfondire:
J. Al-Khalili e J. MacFadden, “La fisica della vita” (2014): https://amzn.to/49KRg8n
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In questo episodio capiamo come sia possibile costruire navi spaziali in grado di raggiungere il 20% della velocità della luce e raggiungere Proxima b (l'esopianeta più vicino alla Terra) in soli 21 anni.
Per approfondire:
Kevin L.G. Parkin, “The Breakthrough Starshot system model” Acta Astronautica (2018)
#fisica #scienza #pepitediscienza #astronomia
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Il mio libro "Capire il tempo e lo spazio" https://amzn.to/2UYMToTIl mio libro "A cavallo di un protone" https://amzn.to/2LIkz5xIl mio libro "La fusione nucleare: Mito o Realtà?" https://amzn.to/3Nx7LMlSegui Pepite anche su YouTube: https://www.youtube.com/@PepitediscienzaIn questo episodio scopriamo perché la materia oscura non può formare buchi neri di materia oscura. E anche perché la formazione di buchi neri richiede non solo l'esistenza della gravità, ma anche di altre forze dissipative, come la forza elettromagnetica.Per approfondire:Risa H. Wechsler and Jeremy L. Tinker, “The Connection Between Galaxies and Their Dark Matter Halos”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics (2018)https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-astro-081817-051756 Heinz Andernach (translator), Fritz Zwicky (author), “English and Spanish Translation of Zwicky's (1933) The Redshift of Extragalactic Nebulae”, https://arxiv.org/abs/1711.01693 Rubin, V.C., Ford Jr, W.K., Rotation of the Andromeda nebula from a spectroscopic survey of emission regions, Astrophys. J., 159(1970), 379-403; survey of emission regions, Astrophys. J., 159, 379-403 (1970)https://articles.adsabs.harvard.edu/pdf/1970ApJ...159..379R D. Gilman et al., “Warm dark matter chills out: constraints on the halo mass function and the free-streaming length of dark matter with eight quadruple-image strong gravitational lenses”, MNRAS 491, 6077–6101 (2020)https://stsci-opo.org/STScI-01EVSQRVWCYT4C216D9PHENTCV.pdf Planck Collaboration, “Planck 2018 results”, A&A 641, A6 (2020)https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2020/09/aa33910-18/aa33910-18.html Ethan Siegel, “Ask Ethan: Why can’t black holes be made of dark matter?”, Big Thinkhttps://bigthink.com/starts-with-a-bang/black-holes-dark-matter/ #astrofisica #fisica #pepitediscienzaLearn more about your ad choices. Visit megaphone.fm/adchoices
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In questo episodio scopriamo come si possa vedere attraverso oggetti come il vulcano Vesuvio o la Grande Piramide di Giza utilizzando particelle elementari dette muoni.
Per approfondire:
Muoni su Piramidi 1970
Alvarez et al., “Search for Hidden Chambers in the Pyramids”, Science, Vol 167, Issue 3919 (1970)
https://www.science.org/doi/10.1126/science.167.3919.832
Muoni su Piramidi 2023
Procureur et al., “Precise characterization of a corridor-shaped structure in Khufu’s Pyramid by observation of cosmic-ray muons”, Nature Communications, 14, article number 1144 (2023)
https://www.nature.com/articles/s41467-023-36351-0
Muoni sul Vesuvio
Ambrosino et al., “The MU-RAY project: detector technology and first data from Mt. Vesuvius”, Journal of Instrumentation, Volume 9 (2014)
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/9/02/C02029
Moroshima et al., “Discovery of a big void in Khufu’s Pyramid by observation of cosmic-ray muons”, Nature volume 552, pages386–390 (2017)
https://www.nature.com/articles/nature24647
Video endoscopio
https://vimeo.com/803685954
#fisica #scienza #pepitediscienza
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In questo episodio parliamo di un grande passo avanti nella ricerca contro le malattie genetiche. Al San Raffaele di Milano sono infatti riusciti a sopprimere un gene difettoso senza modificare il DNA, grazie a una tecnica detta epigenetica. Un grande passo avanti nella medicina e che in futuro permetterà probabilmente di curare malattie genetiche anche per gli esseri umani.
Per approfondire:
Nature 2024
Cappelluti et al., “Durable and efficient gene silencing in vivo by hit-and-run epigenome editing”, Nature (28 febbraio 2024)
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07087-8
Francesca Cerati, “Colesterolo alto, spegnere il gene difettoso senza modificare il Dna”, Il Sole 24 Ore (28 febbraio 2024)
https://www.ilsole24ore.com/art/colesterolo-alto-spegnere-gene-difettoso-senza-modificare-dna-AFJNjysC?refresh_ce=1
Manuel Ansede, “Una nueva estrategia para curar enfermedades en un día y para siempre: el silenciamiento epigenético”, El País 29 febbraio 2024
https://elpais.com/salud-y-bienestar/2024-02-28/una-nueva-estrategia-para-curar-enfermedades-en-un-dia-y-para-siempre-el-silenciamiento-epigenetico.html
Elizabeth Pennisi, “DNA Study Forces Rethink of What It Means to Be a Gene”, Science Vol 316, Issue 5831 (2007)
https://www.science.org/doi/10.1126/science.316.5831.1556
Jonathan Henninger, “THE 99 PERCENT… OF THE HUMAN GENOME”, Harvard University Blog (2012)
https://sitn.hms.harvard.edu/flash/2012/issue127a/
Human Genome Project
www.genome.gov
#dna #fisica #genetica
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In questo episodio scopriamo come un sigaro di cattiva qualità abbia giocato un ruolo chiave in uno degli esperimenti più iconici della meccanica quantistica: l'esperimento di Stern e Gerlach, che consentì di dimostrare sperimentalmente l'esistenza della quantizzazione spaziale e di determinare se la meccanica quantistica fosse la descrizione giusta del mondo atomico. Parleremo anche di spin e di molto altro!
Per approfondire:
W. Gerlach, O. Stern, “Der experimentelle Nachweis der Richtungsquantelung im Magnetfeld”, Z. Phys. 9, 349– 352 (1922)
https://link.springer.com/article/10.1007/BF01326983
N. Bohr, “I. On the constitution of atoms and molecules”, London, Edinburgh, and Dublin Philosop. Mag. J. Sci. 26, 1–25 (1913)
https://uni-tuebingen.de/fileadmin/Uni_Tuebingen/Fakultaeten/MathePhysik/Institute/IAP/Forschung/MOettel/Geburt_QM/bohr_PhilMag_26_1_1913.pdf
Friedrich Bretislav, “A Century Ago the Stern–Gerlach Experiment Ruled Unequivocally in Favor of Quantum Mechanics”, Israel Journal of Chemistry, vol. 63, Issue 7-8 (2023)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijch.202300047
Bretislav Friedrich; Dudley Herschbach, “Stern and Gerlach: How a Bad Cigar Helped Reorient Atomic Physics”, Physics Today 56 (12), 53–59 (2003)
https://pubs.aip.org/physicstoday/article/56/12/53/632269/Stern-and-
Gerlach-How-a-Bad-Cigar-Helped-Reorient
La promessa di Stern e Max von Laue:
F. Hund, Geschichte der Quantentheorie. Bibliographisches Institut, Mannheim, 1975
https://www.amazon.de/Geschichte-Quantentheorie-Friedrich-Hund/dp/3411014768
#spin #fisica #nature #quantum
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In questo episodio scopriamo l'invenzione del premio Nobel Carlo Rubbia: il sistema spinto da acceleratori (ADS = Accelerator Driven Systems). Si tratta un nuovo tipo di reattore nucleare a fissione, collegato da un acceleratore di particelle. Capiremo perché è un sistema sicuro, come può distruggere le scorie radioattive di reattori a fissione tradizionali, come può utilizzare Torio come nuovo combustibile nucleare e come questo potrebbe salvarci dalla crisi energetica.
Per approfondire:
Articolo Rubbia 1993:
Carminati et al., “An Energy amplifier for cleaner and inexhaustible nuclear energy production driven by a particle beam accelerator”, Report number: CERN-AT-93-47-ET (1993)
https://inspirehep.net/literature/366500
IAEA, “New IAEA Report Presents Global Overview of Radioactive Waste and Spent Fuel Management” (21 gennaio 2022)
https://www.iaea.org/newscenter/news/new-iaea-report-presents-global-overview-of-radioactive-waste-and-spent-fuel-management
Esperimento TARC del 1997 al CERN:
https://cds.cern.ch/record/437800?ln=en
Rapporto sulla trasmutazione di elementi in sistemi ADS:
CEA, “Séparation et transmutation des éléments radioactifs à vie longue“, dicembre 2012
https://www.cea.fr/multimedia/Documents/publications/rapports/rapport-gestion-durable-matieres-nucleaires/Tome%202.pdf
#fisica #nuclear #inventions #nobel #fission
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In questo episodio scopriamo come Einstein ha risolto due grandi misteri in un colpo solo: qual è l'origine della gravità? Come si propaga la gravità nello spazio-tempo? Facciamo un viaggio attraverso i secoli, da Galileo a Newton a Einstein e scopriamo quello che Einstein stesso ha definito "il pensiero più felice della mia vita".
Per approfondire:
“The happiest thought of my life”:
The Collected Papers of Albert Einstein, Volume 7: The Berlin Years: Writings, 1918-1921 (English translation supplement) Page 136
https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/152
#fisica #tempo #relatività
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In questo episodio un quiz di 7 domande di scienza, da astrofisica a relatività a meccanica quantistica. Ogni domanda viene poi con la sua risposta e spiegazione. Impara concetti come la relatività del tempo, la velocità della luce, il dualismo onda-particella, l'entanglement quantistico, l'origine degli atomi dell'universo e molti altri.
Per approfondire:
P. Hore and H. Mouritsen, “The radical-pair mechanism of magnetoreception”, Annu. Rev. Biophys. 45:299–344 (2016)
https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-biophys-032116-094545
Janka et al., “Theory of core collapse supernovae”, Physics Reports 442, 38-74 (2007)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0370157307000439?via%3Dihub
P. G. Merli, G. F. Missiroli, and G. Pozzi, American Journal of Physics 44 (1976), 306–307
Martin et al., “Neutrino-driven winds in the aftermath of a neutron star merger: nucleosynthesis and electromagnetic transients”, The Astrophysical Journal, Vol. 813, Number 1 (2015)
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/813/1/2
Alessandro de Angelis: traduzione all'italiano moderno del libro di Galileo "Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze" del 1638 (edizione Codice)
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Simone Baroni, "Capire il tempo e lo spazio" (2021)
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M. Planck: “On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum”, Deutsche Physikalische Gesellschaft. Verhandlungen 2, 237-245 (1900)
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