12:21 PM,5 December 2006 - Un genio in visita all’Itc Bianchini

Domani l’incontro con il fisico e docente di Harvard Federico Capasso

Dalla Harvard University direttamente nell’aula magna dell’I.T.C. ‘Arturo Bianchini’ di Terracina: giovedì 23 novembre alle ore 11,15 gli studenti dell’istituto superiore incontreranno la scienza grazie al prof. Federico Capasso che parlerà del suo ultimo lavoro ‘Avventure di un designer quantico’ (Di Renzo Editore).

Laureato in Fisica nel 1973, il prof. Capasso dal 2003 è Robert Wallace Professor of Applied Physics alla Harvard University e alle spalle ha un’esperienza quasi trentennale presso i Laboratori Bell come ricercatore, manager e vice-presidente della Divisione Ricerche Fisiche. A ciò va aggiunta anche la vincita di numerosi e prestigiosi premi internazionali come la recente Edison Medale dell’Institute of Electrical and Electronics Engineers. Autore di oltre 300  pubblicazioni, Federico Capasso  presenterà al ‘Bianchini’ il suo ‘Avventure di un designer quantico’ che, come lui stesso ha affermato, è un racconto “che forse potrà essere di qualche utilità ai giovani” con le stesse ambizioni dell’autore che aggiunge che “non serve una vita importante alle spalle per avere successo, ma tanti passi piccoli e apparentemente insignificanti”. E, visto che a dirlo è una persona che ha contribuito al laser a cascata quantica, ha fatto studi al confine tra la ricerca di base e applicata, ha aperto nuovi scenari nella fisica delle nanostrutture, c’è veramente di che fidarsi. Il convegno di giovedì sarà seguito da altre istituzioni scolastiche del territorio grazie al sistema della video-conferenza del quale l’I.T.C. si è munito di recente.

8:58 AM,24 October 2006 - Stringhe che non tengono

Il mondo rarefatto della fisica teorica è agitato da una polemica furiosa. L'insofferenza serpeggiava da tempo nei corridoi dei convegni e in qualche breve scritto corsaro, ma il fuoco alle polveri è stato dato dai libri di Peter Woit e di Lee Smolin. Entrambi attaccano la teoria delle stringhe, oggi prevalente in fisica fondamentale nelle grandi università americane ed europee. Dando voce a un sentimento diffuso, la accusano di avere conquistato una posizione di predominio eccessiva. La questione, non delle minori, riguarda due problemi distinti: gravità quantistica e unificazione. Il primo consiste nel riconciliare le due grandi scoperte del secolo XX: la meccanica quantistica e la relatività generale di Einstein. Teorie molto ben verificate e alla base di molta tecnologia attuale, ma basate ciascuna su ipotesi contraddette dall'altra, che hanno quindi rotto la coerenza interna della fisica. Il secondo, l'unificazione, è più vasto: la fisica descrive il mondo in termini di costituenti elementari (elettroni, altre particelle…) soggetti a varie forze (elettrica, di gravità...), ciascuno con la propria legge matematica. È possibile vederci la manifestazione di un'unica entità, di una sola legge, e scrivere la formula del mondo? È l’antico sogno di una «teoria del tutto».

La teoria delle stringhe potrebbe essere vicina a realizzare entrambi gli obiettivi. Ipotizza che nel mondo ci siano piccole stringhe, cordicelle, che si muovono nello spazio con una certa legge. Sorprendentemente, questa ipotesi semplice definisce una teoria che descrive un mondo simile al nostro:elettroni e atomi, forza elettrica e di gravità… tutto dal moto di piccole stringhe. L’entusiasmo per essere così vicini alla teoria del tutto giustifica pienamente, si legge in un editoriale di «Nature», descrive un mondo simile al nostro, ma con altre particelle e forze ancora. Con dieci dimensioni, mentre da noi ce ne sono tre (su-giù, avanti-indietro, destra-sinistra). Le altre dimensioni potrebbero essere arrotolate e piccolissime, rispondono i teorici delle stringhe. Oppure potremmo essere confinati per qualche ragione su una membrana (“brana”, in gergo) di tre dimensioni, come ha proposto Lisa Randall. Quanto alle altre particelle, non avremmo abbastanza energie per produrle. E così via. Tutto possibile, ma significa che le stringhe sono una bella ipotesi e per ora solo un’ipotesi.

Una teoria scientifica comincia a diventare credibile quando fa previsioni chiare, poi verificate da osservazioni ed esperimenti. La storia della scienza è piena di idee bellissime cadute alla prova dei fatti. Keplero ha passato anni che la taglia delle orbite dei pianeti sia determinata da quella di solidi platonici iscritti l’uno nell’altro. Idea bellissima, andava quasi bene. Ahimè,era una sciocchezza. Lo Keplero, anni dopo, aveva sviluppato un ottimo modello del sistema solare basata sui bellissimi moti circolari. Andava quasi bene. Però Marte era nel cielo otto minuti di arco più in là (un'inezia, a malapena osservabile ai suoi tempi) delle predizioni dalla teoria. il genio di Keplero è stato di gettare via i bellissimi solidi e cerchi per credere alla Natura, non al fascino delle idee. E questa la forza della scienza: distinguere il quasi-bene dal bene; tentare sogni audaci ma confrontarli con la realtà.

Da anni le stringhe prevedono nuovi fenomeni: effetti delle altre dimensioni, nuove particelle... Fino a oggi è stata sempre smentita dagli esperimenti. La teoria è elastica, può essere adattata e assorbire le smentite. Ma una teoria troppo elastica non è buona scienza, non fa previsione nette, capaci di dirci se l’idea è corretta o no. Nessuno nega che le stringhe siano un ipotesi affascinante: l’accusa è invece di non contemplare l’eventualità che sia errata e di farsi abbagliare dalle proprie idee confondendo ipotesi e certezza. Di aver imposto un'ipotesi come la sola ragionevole con arroganza e, qualche volta, con una divulgazione un po' disinvolta. E di monopolizzare così le scarse risorse della ricerca.

Idee alternative esistono. Quella più studiata è la teoria dei loop che non ambisce a essere teoria del tutto, ma "solo" a costruire la gravità quantistica, a riportare la fisica alla coerenza concettuale che le è stata propria fin da Newton e si è persa nel XX secolo. Senza aggiungere al nostro mondo altre dimensioni e particelle. Ambizioni più ridotte non significano conseguenze di minor portata: secondo la teoria, lo spazio stesso avrebbe una struttura granulare, fatta di anellini (loop) intrecciati. Gli "stringhisti" obbiettano che è risolvere un problema solo. I "loopisti" ricordano che la scienza avanza affrontando i problemi uno alla volta. Smolin e Woit non vogliono stabilire chi abbia ragione fra stringhe e loop: chiedono se il predominio delle stringhe su posizioni e risorse sia utile; se non sia meglio perseguire una pluralità di direzioni di ricerca, e lasciare alla Natura il compito di dirci chi ha ragione.

Un articolo sull' «Economist» del 28 settembre – illustrato da una vignetta che mostra due giocolieri: uno malamente aggrovigliato nelle sue stringhe, e uno che sorridente fa volare i suoi anelli (loop) – si schiera contro la pretesa delle stringhe di essere l’unica teoria da studiare, a favore dei loop e soprattutto di una competizione aperta nel campo delle idee. Non è il primo. Ne le opere e i giorni, Esiodo distingueva la contesa nefasta, che porta litigi e guerra, da quella virtuosa che porta prosperità: « e questa contesa è cosa buona per i mortali».

Carlo Rovelli ha pubblicato: Che cos’è il tempo? Che cos’è lo spazio? (Di Renzo Editore) – disponibile anche in lingua inglese (What is Time? What is Space?)

8:56 AM,11 September 2006 - La scomparsa di Bryce De Witt

Il giorno 23 di settembre del 2004 è venuto a mancare Bryce De Witt, uno dei grandi protagonisti della fisica moderna, molto noto negli ambienti accademici internazionali per i suo i grandi contributi nel campo della fisica quantisitica. Dopo gli studi ad Harvard, ha lavorato sotto la direzione di Oppenheimer presso l’Institute for Advanced Study, al Calutron di Berkeley, con una breve parentesi al Laboratorio per le armi nucleari, fino ad arrivare all’insegnamento universitario. Ha effettuato ricerche nel campo della meccanica quantistica e della cosmologia, riprendendo e ampliando la teoria degli "Universi Paralleli" di Hugh Everett. Il suo nome resterà però per sempre nella storia della fisica grazie all’equazione di Wheeler-De Witt.

Per avere informazioni sulla sua vita e sul suo percorso scientifico, è stato pubblicato un ottimo libro, nato da un dialogo con l'editore: Bryce DeWitt, Sopra un raggio di luce, Di Renzo Editore.

10:04 AM,21 June 2006 - Vita di fisico

[Federico Capasso, 2005, “Avventure di un designer quantico”, Di Renzo Editore]

Federico Capasso, fisico italiano trapiantato negli Stati Uniti, racconta le sue affascinanti avventure di ricercatore e la sua esperienza di manager presso i leggendari Laboratori Bell, il principale centro di ricerca industriale nel mondo. I suoi studi interdisciplinari, al confine tra la ricerca di base e applicata, hanno aperto nuovi orizzonti alla fisica delle nanostrutture, alla fotonica, all’elettronica e alla scienza dei materiali. Di particolare rilevanza sono le sue ricerche pionieristiche sull’ingegneria dei semiconduttori artificiali e sui dispositivi quantici, tra cui spicca l’invenzione del rivoluzionario laser a cascata quantica, e le sue recenti ricerche sull’effetto Casimir. Un racconto, scrive l’autore: “che forse potrà essere di qualche utilità ai giovani” che vogliono intraprendere la carriera scientifica, perché non serve una “vita importante” alle spalle per avere successo, ma tanti “passi piccoli e apparentemente insignificanti”.

1:49 PM,25 May 2006 - Una chiacchierata con il Nobel

2:41 PM,20 April 2006 - I cercatori di Dio

Remo F. Roth, psicologo e psicoterapeuta junghiano, indaga sul processo archetipico della trasformazione inconscia dell’immagine cristiana di Dio da una Trinità in una doppia Trinità. Questo processo emergeva già nella gnosi e nella mistica cristiana, nonché nell’alchimia di Paracelso. Poiché però queste ultime non erano state in grado di risolvere il problema della liberazione del femminile e del divino nella materia, proprio questo evento archetipico riappare nella Fisica dei quanti. Questa rinnovata immagine divina corrisponde al famoso Sigillo di Salomone (Stella di David) e simboleggia l’Opus degli alchimisti, la mistica del santo svizzero Niklaus von Flue, il Chakra del cuore dei tantrici, la via dei Sufi, il principio di sincronicità di Jung... e l’energia atomica della Fisica dei quanti.

2:20 PM,28 March 2006 - Le strutture archetipali del mondo fisico

Leonardo Chiatti

Nella visione cosmologica tradizionale il mondo era visto come aspetto manifesto di un vasto insieme di processi “occulti”, identificati generalmente nelle attività degli dei e dei dèmoni costruttori della manifestazione stessa. L’avvento della rivoluzione scientifica ha coinciso con una scelta epistemologica di eliminazione delle entità e dei processi occulti, e di riduzione della spiegazione scientifica alla connessione di fatti osservabili con altri fatti, pure osservabili, già noti. Una tale scelta, innovativa e positiva, ha condotto però a una cosmologia scientifica che ignora completamente le dimensioni sincroniche del mondo. Così la cosmologia moderna (da Einstein e Lemaitre in avanti) è una cosmologia esclusivamente diacronica che tratta la sola evoluzione temporale dei processi.
In questa esposizione, rivolta agli specialisti, si dimostra come una reintroduzione delle dimensioni sincroniche nel pensiero fisico attuale possa contribuire a risolvere in maniera assolutamente naturale numerosi problemi di ricerca attuale nei domini della meccanica quantistica, della cosmologia, della origine della coscienza e dello psichismo.

Di Renzo Editore

2:18 PM,28 March 2006 - I sentieri del caso

David Peat

Nelle pagine di questo libro è narrato un percorso nomade e affascinante, che va dai fondamenti della fisica quantistica allo studio dei sistemi complessi, passando per l’arte, la filosofia, la psicoanalisi, l’impegno sui problemi etici: un cammino apparentemente tortuoso e casuale, una fedeltà all’essenza, il bisogno di guardare alla scienza non come collezione di oggetti, ma come esperienza interiore.

Di Renzo Editore

2:16 PM,28 March 2006 - Osservando la Sfinge

Ignazio Licata

La fisica quantistica ha avuto un singolare destino tra tutte le teorie scientifiche: pur essendo di importanza fondamentale per la comprensione della Natura, spesso i suoi sottili problemi concettuali hanno scoraggiato sia l'umanista, che preferisce leggerne versioni poco corrette dalla dubbia serietà, sia lo scienziato, che nella maggior parte dei casi si limita ad usarne l'efficiente apparato matematico nella soluzione di problemi specifici, accettando le stranezze quantistiche come un dato di fatto al quale opporre un atteggiamento pragmatico.
In questo libro, versione completamente rinnovata della prima edizione del '92, viene proposta in modo unitario ed esauriente una visione della meccanica quantistica affascinante, eppure poco conosciuta anche tra i fisici, quella offerta dalle interpretazioni realistiche, nate dalle critiche di Einstein alla scuola di Copenhagen, e sviluppatesi con i lavori di David Bohm e J. P. Vigier.
L'Autore, allievo e poi collaboratore di David Bohm, J. P.Vigier e Giuseppe Arcidiacono, offre un panorama esauriente delle possibilità offerte da queste interpretazioni, mostrando come leggere diversamente la MQ non è un vezzo filosofico ma pone nuove domande ed apre nuove prospettive in campi di frontiera quali la gravità quantistica e le teorie unitarie, come le supercorde e la M-Theory. Una particolare attenzione è data al ruolo della non-località nella teoria quantistica dei campi, in particolare nello studio degli stati coerenti, che suggerisce una nuova stagione della teoria quantistica ed un suo ruolo centrale non soltanto per la costruzione di una Teoria del Tutto, ma anche nella costruzione delle future Teorie dell'Organizzazione.

È opinione comune che sia stata la relatività a trasformare profondamente la fisica del nostro secolo, ma è stata la sfinge quantistica a proporre gli enigmi più fecondi per la nostra concezione della realtà. Questa teoria non ha soltanto posto le basi per indagare la microfisica, ma rimette in discussione la natura dello spazio, del tempo e della materia, la relazione tra osservatore ed osservato, il caso e la necessità.
Il dibattito Bohr-Einstein, le teorie con variabili nascoste, i lavori di De Broglie, J.P. Vigier e David Bohm sono le tappe di un’altra storia della fisica quantistica, nella quale la richiesta di realismo porta alla visione di una struttura pre-quantica e non-locale, non direttamente osservabile nel senso di Heisenberg, ma dalla quale emerge il comportamento delle forme note di materia e di energia. L’indeterminismo della meccanica quantistica non nasce da un’intrinseca casualità della natura, ma piuttosto da una causalità inosservabile e dunque virtuale, suscettibile però di una descrizione matematica rigorosa. L’opzione ontologica di una struttura fondamentale si traduce nella ricerca di un nuovo linguaggio per connettere topologia e dinamica, in grado di indagare gli aspetti sottili dello spazio, del tempo e della loro natura. I problemi di frontiera posti dalla gravità quantistica e dalle teorie unitarie trovano in questo scenario nuove domande e nuove prospettive, imponendo il superamento definitivo di una visione ingenua del rapporto tra teoria ed esperimento.

Di Renzo Editore

2:13 PM,28 March 2006 - Un solo universo o infiniti universi?

Paul Davies

Con estrema competenza e capacità comunicativa, Paul Davies affronta in questo libro (disponibile anche in inglese) i più profondi misteri dell’universo, conducendo per mano il lettore nell’esplorazione non solo della straordinaria possibilità, aperta dalla fisica moderna, della coesistenza di più “Universi”, ma anche degli altri temi di fondo affrontati nella ricerca fisica contemporanea: i buchi neri, la cosmologia e la gravità quantistica.

Di Renzo Editore

2:09 PM,28 March 2006 - Sopra un raggio di luce

Bryce DeWitt

Bryce DeWitt (1923-2004) è stato uno dei grandi protagonisti della fisica moderna. Ha effettuato ricerche nel campo della meccanica quantistica e della cosmologia, riprendendo e ampliando la teoria degli “Universi Paralleli” di Hugh Everett. In questo libro-intervista, realizzato pochi mesi prima della sua scomparsa, ripercorre le tappe fondamentali della sua carriera scientifica, dagli studi ad Harvard all’incarico presso l’Institute for Advanced Stud sotto la direzione di Oppenheimer, al Calutron di Berkeley, fino all’incarico accademico all’Università del Texas.
Ma soprattutto DeWitt ricorda i grandi scienziati con i quali ha avuto la fortuna di lavorare e confrontarsi: i Premi Nobel Julian Schwinger, Wolfgang Pauli, Richard Feynman, e in particolare John Wheeler, al quale è stato legato, oltre che da una lunga amicizia, dalla nota equazione di Wheeler-DeWitt che lo ha reso famoso.

Di Renzo Editore