CERN

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Logo del CERN.

Mappa della localizzazione dell' LHC e dell' SPS del CERN, al confine tra Francia e Svizzera nei pressi di Ginevra.

L'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (in inglese European Organization for Nuclear Research, in francese Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire), comunemente conosciuta con l'acronimo CERN, è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle. Si trova al confine tra Svizzera e Francia alla periferia ovest della città di Ginevra. La convenzione che istituiva il CERN fu firmata il 29 settembre 1954 da 12 stati membri. Oggi ne fanno parte 20 stati membri più alcuni osservatori, compresi stati extraeuropei.
Scopo principale del CERN è quello di fornire ai ricercatori gli strumenti necessari per la ricerca in fisica delle alte energie. Questi sono principalmente gli acceleratori di particelle, che portano nuclei atomici e particelle subnucleari ad energie molto elevate, e i rivelatori che permettono di osservare i prodotti delle collisioni tra fasci di queste particelle. Ad energie sufficientemente elevate, i prodotti di queste reazioni possono essere radicalmente differenti dai costituenti originali dei fasci, e a più riprese sono state prodotte e scoperte in questa maniera particelle fino a quel momento ignote.

L'acronimo

L'acronimo CERN ha un'origine storica. Dopo la seconda guerra mondiale si sentì il bisogno di fondare un centro europeo all'avanguardia per la ricerca al fine di ridare all'Europa il primato nella fisica dato che in quegli anni i principali centri di ricerca si trovavano tutti negli Stati Uniti. A tale scopo nel 1952 undici Paesi europei riuniscono un consiglio di scienziati con il compito di tradurre in realtà il desiderio dei loro Paesi. Il consiglio viene denominato Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare (in francese Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) da cui l'acronimo CERN. Quando nel 1954 prende vita il progetto del centro di ricerca europeo vagliato dal Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare e nasce l'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, essa ne eredita l'acronimo.
Il fatto che l'acronimo CERN non derivi dal nome del centro di ricerca crea a volte confusione, tanto che tale nome viene informalmente modificato in Centro Europeo per la Ricerca Nucleare (in francese Centre Européen pour la Recherche Nucléaire) in modo da ristabilire corrispondenza tra l'acronimo e il nome del centro di ricerca.

Il complesso degli acceleratori

Il complesso degli acceleratori del CERN (non in scala)

Il complesso degli acceleratori del CERN comprende sette acceleratori principali, costruiti in vari periodi a partire dalla fondazione dell'istituto. Fin dal principio, è stato previsto che ogni nuova e più potente macchina avrebbe utilizzato le precedenti come "iniettori", creando una catena di acceleratori che porta gradualmente un fascio di particelle ad energie sempre più elevate. Difatti, ogni tecnologia di accelerazione delle particelle ha dei ben precisi limiti di energia operativa massima e minima, e nessuna macchina del CERN oltre agli acceleratori lineari può accettare particelle "ferme".
Per consentire il funzionamento di questa catena, tutte le funzioni degli acceleratori sono coordinate da un unico segnale di riferimento, generato da un sistema di orologi atomici e distribuito per tutta l'installazione, con una precisione dell'ordine del nanosecondo.
Gli acceleratori principali a disposizione del CERN sono:

• Due LINAC, o acceleratori lineari, che generano particelle a basse energie, che successivamente vengono immesse nel PS Booster. Uno fornisce protoni a 50 MeV, l'altro ioni pesanti. Sono noti come Linac2 e Linac3, rispettivamente. Tutta la catena di acceleratori successiva dipende da queste sorgenti.
• Il PS Booster, che aumenta l'energia delle particelle generate dai LINAC prima di iniettarle nel PS. (fino a 1500 MeV per i protoni, ovvero 1,5 GeV). Viene inoltre utilizzato per esperimenti separati, come ad esempio ISOLDE (Isotope Separator On-line), che studia nuclei instabili di isotopi molto pesanti ed è dotato di un suo piccolo LINAC dedicato chiamato REX-ISOLDE.
• Il Proton Synchroton da 28 GeV (PS), costruito nel 1959.
• Il Super Proton Synchrotron (SPS), un acceleratore circolare di 2 km di diametro, costruito in un tunnel, che iniziò a funzionare nel 1976. Originariamente aveva un'energia di 300 GeV, ma è stato potenziato più volte fino agli attuali 450 GeV per il protone. Oltre ad avere una propria linea di fascio rettilinea per esperimenti a bersaglio fisso, ha funzionato come collisore protone-antiprotone e come booster finale per gli elettroni e i positroni da iniettare nel Large Electron Positron Collider (LEP). Riprenderà questo ruolo per i protoni e gli ioni piombo richiesti dall' LHC.
• Il Large Hadron Collider (LHC), entrato in funzione il 10 settembre 2008, che ha rimpiazzato il LEP. Si estende su una circonferenza di 27 chilometri ed è stato progettato per 7000 GeV (7 TeV) di energia massima per fasci di protoni, con la previsione di innalzarla successivamente a 14 TeV; è la più alta della storia e dovrebbe permettere condizioni sperimentali paragonabili a quelle dei primi momenti di vita dell'Universo, subito dopo il Big Bang.

Il 21 settembre 2008, pochi giorni dopo l'inaugurazione, l'LHC ha presentato una fuga di Elio con il conseguente innalzamento della temperatura sopra i -270 gradi centigradi. Il guasto ha costretto i ricercatori a spegnere l'acceleratore per quasi due mesi, per riparare il guasto e riportare la temperatura ai valori necessari. L' LHC è ripartito il 20 novembre 2009.

Successi scientifici

Alcuni importanti successi nel campo della fisica delle particelle sono stati possibili grazie agli esperimenti del CERN. Per esempio:

• La scoperta della corrente neutra nel 1973 nella camera a bolle Gargamelle.
• La scoperta dei bosoni W e Z nel 1983 negli esperimenti UA1 e UA2 dell'SPS.
• Nel 1983 il premio Nobel per la fisica fu assegnato a Carlo Rubbia e Simon van der Meer per quest'ultima scoperta.
• Nel 1992 il premio Nobel per la fisica fu assegnato a Georges Charpak "per l'invenzione e lo sviluppo dei rivelatori di particelle, in particolare della camera proporzionale a multifili".

LEP

Il Large Electron-Positron (LEP) collider è stato il progetto principale al Cern dal 1989 al 2000. Questa macchina è stata in grado di accelerare elettroni e positroni fino a 100 GeV, un'energia cinetica che corrisponde a velocità prossime a quelle della luce. L'acceleratore è stato costruito in un tunnel sotterraneo di 27 km, a circa 100 metri di profondità, ed era composto in gran parte da magneti collegati l'uno all'altro lungo tutto il tunnel, che curvano la traiettoria delle particelle accelerate mantenendole in "orbita" nel tubo a vuoto che li attraversava al centro. A intervalli regolari, tra questi magneti noti come dipoli erano interposte le camere di accelerazione che effettivamente fornivano energia alle particelle, e magneti più complessi necessari per guidare il fascio (quadrupoli, sestupoli, etc.) Questa è la tecnologia del sincrotrone, utilizzata in tutte le macchine del CERN dal PS Booster in poi.
Lo scopo di questo progetto è stato osservare cosa succede quando si scontrano elettroni e positroni. Fino alla fine del 1995, l'obiettivo del LEP è stato studiare la particella Z⁰ (LEP1): dal 1995 in poi l'energia è stata gradualmente aumentata per studiare la produzione di coppie di bosoni W⁺/ W^- e per portare avanti la ricerca della particella di Higgs e di nuovi fenomeni al di là del Modello standard. Ci sono infatti forti ragioni teoriche per aspettarsi che tutta una nuova fisica si debba aprire ad energie non troppo più alte della massa dell'Higgs. Il bosone Higgs, se esiste, è la causa dell'esistenza della materia. I risultati principali di LEP sono stati:

• Dimostrare che esistono solo 3 neutrini
• Verificare che il bosone Higgs può esistere veramente
• Uno studio approfondito sul bosone Z⁰ responsabile dell'interazione debole
• Misurare la massa del bosone W
• Misura della massa del quark top tramite correzioni radiative

LHC, l'acceleratore del futuro

La costruzione del rivelatore CMS

Gran parte del lavoro che viene svolto attualmente al CERN è incentrato sul Large Hadron Collider (LHC) (grande collisore di adroni) e agli esperimenti collegati. L'LHC è stato messo in funzione il 10 settembre 2008, ma la parte sperimentale è stata interrotta pochi giorni dopo a causa di un guasto tecnico.
L'acceleratore è situato all'interno dello stesso tunnel circolare di 27 km di lunghezza in precedenza utilizzato dal LEP (Large Electron Positron collider), che non è più operativo dal novembre 2000. Il complesso di acceleratori PS/SPS viene utilizzato per pre-accelerare i protoni che in seguito vengono immessi nell'LHC. Il tunnel si trova a 100 m di profondità in media, in una regione compresa tra l'aeroporto di Ginevra e i monti del Giura. Cinque diversi esperimenti (CMS, ATLAS, ALICE, LHCb e TOTEM) sono in fase di costruzione, ognuno di essi studierà le collisioni tra particelle con metodi diversi e facendo uso di tecnologie differenti.
Al momento della collisione, l'energia all'interno dell'LHC potrà raggiungere valori che saranno gradualmente innalzati fino a 14 TeV. L'acceleratore necessita di un fortissimo campo magnetico per mantenere il fascio nella traiettoria dei 27 km e a tal fine viene utilizzata la tecnologia dei superconduttori. La progettazione dell'LHC ha richiesto una precisione straordinaria, basti pensare ad esempio che è necessario tenere conto dell'influenza della forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna sulla crosta terrestre e dei disturbi elettrici provocati dal passaggio dei treni in superficie ad un chilometro di distanza. Il CERN e l'informatica

Il computer NeXT di Tim Berners-Lee al CERN che divenne il primo Web server.

Il primo computer arrivò al CERN nel 1959. Da allora cominciò la sfida di piegare l'informatica al servizio dei fisici. Uno dei protagonisti di questa storia è stato l'italiano Paolo Zanella, capo della divisione informatica per 13 anni, tra il 1976 e il 1989. Per la fisica cominciò una nuova era di ricerca in cui gli esperimenti producevano una mole di dati tale da rendere impossibile la sola elaborazione umana. I fisici si rassegnarono all'utilizzo di calcolatori e software per filtrare ed elaborare la montagna di dati alla ricerca degli eventi ritenuti significativi per l'esito degli esperimenti. Successivamente si sperimentò il collegamento di più calcolatori fra di loro: fu la volta della prima rete di computer. Piano piano, nacque al CERN uno dei centri di calcolo più potenti in Europa, dedicato alle richieste sempre più esigenti dei nuovi esperimenti e della capacità sempre più spinta di acquisizione dati delle strumentazioni collegati ai nuovi acceleratori.

Dove è nato il Web

Immagine del primo browser web.

Il World Wide Web è nato al CERN nel 1989, da un'idea di Tim Berners-Lee e Robert Cailliau. Nacque come progetto marginale nel 1980 chiamato ENQUIRE basato sul concetto dell'ipertesto (anche se Berners-Lee ignorava ancora la parola ipertesto). Con lo scopo di scambiare efficientemente dati tra chi lavorava a diversi esperimenti è stato introdotto al CERN nel 1989 con il progetto WorldWideWeb, il primo browser sviluppato sempre da Berners-Lee. Inoltre Tim Berners-Lee sviluppò le infrastrutture che servono il Web e cioè il primo web server.
Il 30 aprile 1993 il CERN annunciò che il World Wide Web sarebbe stato libero per tutti.
Nel 1993 la NCSA rilasciò il primo browser grafico, Mosaic. Da quel momento lo sviluppo del www fu inarrestabile.

Un laboratorio di pace

Al CERN persone da tutte le parti del mondo si incontrano, collaborano, discutono. Riescono a lavorare insieme persone provenienti da paesi in guerra tra loro, ad esempio israeliani e palestinesi. In questo senso il CERN è un laboratorio di pace.

« Il CERN è stato fondato meno di 10 anni dopo la costruzione della bomba atomica. Penso che l'esistenza della bomba abbia avuto una grande importanza nel rendere possibile il CERN. L'Europa è stata teatro di violente guerre per più di duecento anni. Adesso, con la fondazione del CERN, abbiamo qualcosa di diverso. Spero che gli scienziati al CERN si ricordino di avere anche altri doveri oltre che proseguire la ricerca nella fisica delle particelle. Essi rappresentano il risultato di secoli di ricerca e di studio per mostrare il potere dello spirito umano, quindi mi appello a loro affinché non si considerino tecnici, ma guardiani di questa fiamma dell'unità europea, così che l'Europa possa salvaguardare la pace nel mondo. »

(Isidor Isaac Rabi, in occasione del trentesimo anniversario del CERN (1984))

Stati membri

██ Paesi fondatori

██ Paesi che si sono uniti in seguito

Attualmente fanno parte del CERN venti stati membri.
I paesi fondatori del CERN sono:

•  Belgio
•  Danimarca
•  Francia
•  Germania
•  Grecia
•  Italia
•  Jugoslavia, che esce dal CERN nel 1961
•  Norvegia
•  Paesi Bassi
•  Regno Unito
•  Svezia
•  Svizzera

A questi si sono aggiunti:

•  Austria nel 1959,
•  Spagna nel 1961, esce dal CERN nel 1969 e rientra nel 1983
•  Portogallo nel 1985,
•  Finlandia nel 1991,
•  Polonia nel 1991,
•  Ungheria nel 1992,
•  Repubblica Ceca nel 1993,
•  Slovacchia nel 1993,
•  Bulgaria nel 1999,
•  Romania nel 2010.

 Budget 2009

Stato membro	Contributo	Mil. CHF	Mil. EUR
Germania	19,88 %	218,6	144,0
Francia	15,34 %	168,7	111,2
Regno Unito	14,70 %	161,6	106,5
Italia	11,51 %	126,5	83,4
Spagna	8,52 %	93,7	61,8
Paesi Bassi	4,79 %	52,7	34,7
Svizzera	3,01 %	33,1	21,8
Polonia	2,85 %	31,4	20,7
Belgio	2,77 %	30,4	20,1
Svezia	2,76 %	30,4	20,0
Norvegia	2,53 %	27,8	18,3
Austria	2,24 %	24,7	16,3
Grecia	1,96 %	20,5	13,5
Danimarca	1,76 %	19,4	12,8
Finlandia	1,55 %	17,0	11,2
Repubblica Ceca	1,15 %	12,7	8,4
Portogallo	1,14 %	12,5	8,2
Ungheria	0,78 %	8,6	5,6
Slovacchia	0,54 %	5,9	3,9
Bulgari	0,22 %	2,4	1,6

Da: Il Corriere Della Sera

Ora si potrà studiarla meglio

Antimateria isolata per 1.000 secondi

Nuovo record di durata al Cern di Ginevra: intrappolati 300 anti-atomi di anti-idrogeno

Ora si potrà studiarla meglio

Antimateria isolata per 1.000 secondi

Nuovo record di durata al Cern di Ginevra: intrappolati 300 anti-atomi di anti-idrogeno

MILANO - Un altro piccolo passo, ma questa volta importante per smascherare i segreti dell’antimateria. Al Cern di Ginevra gli scienziati dell’esperimento Alpha sono riusciti a generare e intrappolare 300 anti-atomi di anti-idrogeno con tempi varabili fino a 16 minuti e 40 secondi. Un tempo enorme rispetto al passato quando si contavano al massimo frazioni di secondo. Il risultato ha fatto brindare i ricercatori perché le antiparticelle quando sono tenute in vita da 10 a 30 minuti è possibile anche studiarle, sottolinea Jonathan Wurtele dell’Università di Berkeley e parte del gruppo internazionale che lavora con Atlas.
STUDIO - Il passo successivo è ora quello di indagare le loro caratteristiche facendo ricorso a laser e microonde. In questo modo si spera di rivelarne le proprietà e capire eventualmente come differiscono dai normali atomi di idrogeno. L’idrogeno è l’elemento più diffuso dell’universo. I loro antiatomi hanno una carica elettrica contraria e il primo obiettivo è quello di vedere se manifestano un comportamento che viola le leggi di simmetria finora ipotizzate secondo le quali idrogeno e anti-idrogeno dovrebbero avere lo stesso spettro.

DOMANDE - «Ogni violazione», dice Jeffrey Hangst della Aarhus University e coordinatore dell’esperimento, «dovrebbe richiedere un serio ripensamento della nostra conoscenza della natura». Ma indagare con le microonde gli antiatomi non è facile: basta sbagliare la frequenza perché il test fallisca. Con quella giusta invece si potrà stabilire se assorbono la stessa energia rispetto ai loro confratelli. In origine l’universo dopo il big bang aveva materia e antimateria, ma quest’ultima è scomparsa ed è prevalsa la materia. Come mai?, si chiedono gli scienziati. E dove è andata a finire? Qualcuno ipotizza che l’energia oscura che riempie il 75 per cento del cosmo abbia a che fare con l’antimateria finora mai scoperta. Per cercarla nello spazio è stato appena avviato sulla stazione spaziale l’esperimento Ams guidato dal Nobel Samuel Ting e Roberto Battiston dell’Infn. Il cuore di queste indagini è sempre il Cern diventato ormai il laboratorio più importante per dare la caccia all’antimondo, se esiste.

Un'illustrazione dell'anti-idrogeno

Da: New York Times

In Search of a Robot More Like Us

By JOHN MARKOFF

MENLO PARK, Calif. — The robotics pioneer Rodney Brooks often begins speeches by reaching into his pocket, fiddling with some loose change, finding a quarter, pulling it out and twirling it in his fingers.

AT YOUR SERVICE A robot programmed at the University of California, Berkeley, folds laundry — very slowly.

DON'T LOOK NOW Robert Bolles, left, and Pablo Garcia of SRI International are working on robotic arms and hands like the one picking Mr. Garcia's pocket.

The task requires hardly any thought. But as Dr. Brooks points out, training a robot to do it is a vastly harder problem for artificial intelligence researchers than I.B.M.’s celebrated victory on “Jeopardy!” this year with a robot named Watson.

Although robots have made great strides in manufacturing, where tasks are repetitive, they are still no match for humans, who can grasp things and move about effortlessly in the physical world.
Designing a robot to mimic the basic capabilities of motion and perception would be revolutionary, researchers say, with applications stretching from care for the elderly to returning overseas manufacturing operations to the United States (albeit with fewer workers).
Yet the challenges remain immense, far higher than artificial intelligence hurdles like speaking and hearing.
“All these problems where you want to duplicate something biology does, such as perception, touch, planning or grasping, turn out to be hard in fundamental ways,” said Gary Bradski, a vision specialist at Willow Garage, a robot development company based here in Silicon Valley.
“It’s always surprising, because humans can do so much effortlessly.”
Now the Defense Advanced Research Projects Agency, or Darpa, the Pentagon office that helped jump-start the first generation of artificial intelligence research in the 1960s, is underwriting three competing efforts to develop robotic arms and hands one-tenth as expensive as today’s systems, which often cost $100,000 or more.
Last month President Obama traveled to Carnegie Mellon University in Pittsburgh to unveil a $500 million effort to create advanced robotic technologies needed to help bring manufacturing back to the United States. But lower-cost computer-controlled mechanical arms and hands are only the first step.
There is still significant debate about how even to begin to design a machine that might be flexible enough to do many of the things humans do: fold laundry, cook or wash dishes. That will require a breakthrough in software that mimics perception.
Today’s robots can often do one such task in limited circumstances, but researchers describe their skills as “brittle.” They fail if the tiniest change is introduced. Moreover, they must be reprogrammed in a cumbersome fashion to do something else.
Many robotics researchers are pursuing a bottom-up approach, hoping that by training robots on one task at a time, they can build a library of tasks that will ultimately make it possible for robots to begin to mimic humans.
Others are skeptical, saying that truly useful machines await an artificial intelligence breakthrough that yields vastly more flexible perception.
The limits of today’s most sophisticated robots can be seen in a towel-folding demonstration that a group of students at the University of California, Berkeley, posted on the Internet last year: In spooky, anthropomorphic fashion, a robot deftly folds a series of towels, eyeing the corners, smoothing out wrinkles and neatly stacking them in a pile.
It is only when the viewer learns that the video is shown at 50 times normal speed that the meager extent of the robot’s capabilities becomes apparent. (The students acknowledged this spring that they were only now beginning to tackle the further challenges of folding shirts and socks.)
Even the most ambitious and expensive robot arm research has not yet yielded impressive results.
In February, for example, Robonaut 2, a dexterous robot developed in a partnership between NASA and General Motors, was carried aboard a space shuttle mission to be installed on the International Space Station. The developers acknowledged that the software required by the system, which is humanoid-shaped from the torso up, was unfinished and that the robot was sent up then only because a rare launching window was available.
“We’re in a funny chicken-and-egg situation,” Dr. Brooks said. “No one really knows what sensors or perceptual algorithms to use because we don’t have a working hand, and because we don’t have a grasping strategy nobody can figure out what kind of hand to design.”
Dr. Brooks is also tackling the problem: In 2008 he founded Heartland Robotics, a Boston-based company that is intent on building a generation of low-cost robots.
And the three competing efforts to develop robotic arms and hands with Darpa financing — at SRI International, Sandia National Laboratories and iRobot — offer some reasons for optimism.
Recently at an SRI laboratory here, two Stanford University graduate students, John Ulmen and Dan Aukes, put the finishing touches on a significant step toward human capabilities: a four-finger hand that will grasp with a human’s precise sense of touch.

Ramin Rahimian for The New York Times

An SRI hand is covered with "skin" like that on smartphone displays.  

Each three-jointed finger is made in a single manufacturing step by a three-dimensional printer and is then covered with “skin” derived from the same material used to make the touch-sensitive displays on smartphones.

“Part of what we’re riding on is there has been a very strong push for tactile displays because of smartphones,” said Pablo Garcia, an SRI robot designer who is leading the design of the project, along with Robert Bolles, an artificial intelligence researcher.
“We’ve taken advantage of these technologies,” Mr. Garcia went on, “and we’re banking on the fact they will continue to evolve and be made even cheaper.”
Still lacking is a generation of software that is powerful and flexible enough to do tasks that humans do effortlessly. That will require a breakthrough in machines’ perception.
“I would say this is more difficult than what the Watson machine had to do,” said Gill Pratt, the computer scientist who is the program manager in charge of Darpa’s Autonomous Robot Manipulation project, called ARM.
“The world is composed of continuous objects that have various shapes” that can obscure one another, he said. “A perception system needs to figure this out, and it needs the common sense of a child to do that.”
At Willow Garage, Dr. Bradski and a group of artificial intelligence researchers and roboticists have focused on “hackathons,” in which the company’s PR2 robot has been programmed to do tasks like fetching beer from a refrigerator, playing pool and packing groceries.
In May, with support from the White House Office of Science and Technology Policy, Dr. Bradski helped organize the first Solutions in Perception Challenge. A prize of $10,000 is offered for the first team to design a robot that is able to recognize 100 items commonly found on the shelves of supermarkets and drugstores. Part of the prize will be given to the first team whose robot can recognize 80 percent of the items.
At the contest, held during a robotics conference in Shanghai, none of the contestants reached the 80 percent goal. The team that did best was the laundry-folding team from Berkeley, which has named its robot Brett, for Berkeley Robot for the Elimination of Tedious Tasks.
Brett was able to recognize 68 percent of a smaller group of 50 objects. And the team has made progress in its quest to build a machine to do the laundry; it recently posted a new video showing how much it has sped up the robot.
“Our end goal right now is to do an entire laundry cycle,” said Pieter Abbeel, a Berkeley computer scientist who leads the group, “from dirty laundry in a basket to everything stacked away after it’s been washed and dried.”

Da: ANSA

Harry Potter, cosi' maghetto ha ispirato scienziati

Gia' scoperti 'mantello invisibile' e 'scopa volante'

 

ROMA - Altro che libro di fantasia per bambini, i principali lettori di Harry Potter sembrano essere gli scienziati. Sono tantissime infatti le ricerche che sembrano uscite dai libri della famosa serie di J.K. Rowling, dal mantello dell'invisibilita' al segreto per respirare sott'acqua fino alle 'bacchette' per controllare la luce descritte negli ultimi numeri di Nature Nanotechnology e Nature Photonics.
- MANTELLO DELL'INVISIBILITA': quello dell'invisibilita' sembra essere ultimamente l'argomento preferito dei fisici di tutto il mondo. Il ''mantello'' piu' potente ed efficace finora e' stato messo a punto dall'Istituto per la scienza e la tecnologia della Corea del Sud, usando cristalli di calcite che ''ingannano'' l'occhio umano permettendo di nascondere oggetti molto piccoli. Anche l'Italia fa la sua parte: Mario Rocca dell'universita' di Genova ha dimostrato, insieme a un team internazionale di scienziati, l'esistenza di un nuovo tipo di eccitazione elettronica ('plasmone acustico') che permette di realizzare materiali con proprieta' ottiche che non esistono in natura.
- LA SCOPA VOLANTE: il mezzo di trasporto individuale piu' diffuso tra i maghetti di J. K. Rowling, potrebbe essere ottenuto grazie alle vibrazioni, secondo un gruppo di fisici dell'universita' di Harvard che, secondo quanto riporta Nature hanno dimostrato che usando l'opportuna frequenza e' possibile far sollevare un oggetto da terra e indirizzarne il volo.
- L'ARMADIO SVANITORE: fino a questo momento gli scienziati sono riusciti a teletrasportare solo fotoni, mentre secondo il fisico italiano Fernando De Felice l'''armadio'' esiste gia' nello spazio. Secondo il modello da lui presentato si puo' essere trasportati nel tempo e nello spazio sfruttando le cosiddette 'singolarita' nude', i punti interni ai buchi neri dove i fotoni si muovono in senso inverso rispetto al tempo.

- LA MAPPA DEL MALANDRINO: la mappa che permette di vedere gli spostamenti di tutti i personaggi all'interno del castello e' stata realizzata in un certo senso dai laboratori del MIT di Boston. Una sua versione e' stata mostrata durante un'edizione della notte bianca di Roma: utilizzando i dati di cellulari e segnalatori Gps sono stati tracciati gli spostamenti di alcuni personaggi famosi, visibili su uno schermo simile alla mappa.
- LA PIETRA FILOSOFALE: Per ora ancora non si parla di oro, ma Matteo Rini, un ricercatore italiano che lavora a Berkeley, e' riuscito con un laser a trasformare il metallo in vetro.
- L'ALGABRANCHIA: per poter respirare sott'acqua i maghetti usano un'alga, che forse contiene grandi quantita' di globine. Come hanno dimostrato i ricercatori dell'universita' della California, sono infatti queste proteine che aiutano i cetacei a resistere senza respirare.
- LE GELATINE TUTTIGUSTI+1: ormai siamo in grado di riprodurre artificialmente quasi tutti gli aromi della natura. Uno degli ultimi ad essere scoperto e' stato quello del caffe', che alcuni scienziati tedeschi hanno scoperto dipendere da piu' di 30 diversi composti.

Da: Il Corrirere Della Sera

Firmato a Parigi l'accordo per la costruzione con l'Alenia

Via libera all'astronave europea

Nel 2013 sarà pronto per il debutto spaziale

GIOVANNI CAPRARA

Il progetto dell'XIV

XIV - Il nuovo veicolo spaziale europeo è stato battezzato Intermediate Experimental Vehicle (XIV). «Nel 2013 sarà pronto per il suo debutto spaziale», precisa Antonio Fabrizi, direttore dei lanciatori in Esa, «a bordo del nuovo razzo vettore Vega». «Stiamo lavorando per essere pronti all’appuntamento con ingegneri carichi di entusiasmo», nota Luigi Pasquali, amministratore delegato di Thales Alenia Space Italia, la società che lo costruisce a Torino in collaborazione con altre società europee. Il nuovo veicolo spaziale sarà lanciato dalla Guyana francese in Sud America nel 2013 con il lanciatore Vega. Da qui compirà un volo suborbitale fino a una quota spaziale di 450 chilometri alla velocità di 7,5 chilometri al secondo rientrando poi nell’atmosfera e scendendo nell’oceano Pacifico appeso a un paracadute.
TEST - L’XIV è un veicolo cosmico concepito per collaudare i materiali capaci di resistere al rientro durante la fase di riscaldamento per impatto atmosferico e tutti i sistemi di navigazione e controllo necessari. «Per il primo aspetto effettueremo entro l’anno dei test nella galleria Scirocco», dice Ludovico Vecchioni, responsabile del programma nell’ambito del Cira, il centro di ricerche aerospaziali di Capua. «Essi riguardano gli aspetti del riscaldamento e dureranno complessivamente un paio di mesi. Inoltre svolgiamo un lavoro con l’Asi (Agenzia spaziale italiana) e con Thales Alenia Space concentrato in particolare sulle simulazioni aerotermodinamiche».

PROGRAMMA - L’XIV pesante due tonnellate ha dimensioni ridotte, meno di una decina di metri, e partirà racchiuso nell’ogiva del vettore, la quale poi si aprirà per consentire il suo distacco e la missione stabilita. Nel rientro raccoglierà dati importanti durante le fasi di volo supersonico e ipersonico (oltre 5 mila chilometri orari) tipici del rientro dal cosmo. Tutto ciò servirà per la progettazione dei futuri veicoli spaziali abitati che l’Europa potrà costruire da sola o in collaborazione con altre nazioni. E l’Italia in questo settore ha assunto attraverso l’Asi una rilevante posizione.

LE BOURGET (Parigi) - Dopo due anni di progettazione, ora il primo veicolo spaziale senza astronauti a bordo costruito dall’Agenzia spaziale europea Esa si avvia alla costruzione. La firma che concretizza il passaggio definitivo verso la realizzazione è stata posta qui al salone aerospaziale parigino, la più importante rassegna mondiale del settore che da un secolo è organizzata alla periferia di Parigi ogni due anni. Una curiosità è che avviene sull’aeroporto di Le Bourget, dove nel 1927 arrivò Charles Lindberg dopo la prima traversata atlantica.

Da: Le Scienze

Fisica

Enrico Fermi

Un neutrino "mutante" scoperto al Gran Sasso

L'esperimento indica che i neutrini oscillerebbero fra due stati differenti, muonico e tauonico, e che, contrariamente  quanto supposto dal modello standard, avrebbero una massa

La trasformazione spontanea di un particolare tipo di neutrino in un altro è stata osservata per la prima volta dai ricercatori dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Per avere la certezza definitiva della scoperta serviranno altre osservazioni di neutrini "mutanti", ma una conferma aprirebbe le porte a significativi cambiamenti di prospettiva in fisica.

Il fenomeno è stato osservato dall'esperimento internazionale OPERA: il neutrino, al termine di un viaggio che lo ha portato dal laboratorio europeo del CERN (da dove è stato "sparato" in fasci puntati verso il Gran Sasso) fino all'interno della montagna abruzzese (732 chilometri di corsa sotto la crosta terrestre in soli 2,4 millisecondi) ha mutato la propria natura. Una impresa resa possibile dalla collaborazione tra CERN e Laboratori dell'INFN del Gran Sasso nel progetto CNGS (Cern Neutrino to Gran Sasso; filmato).

L'idea di base sottostante all'esperimento - formulata da Bruno Pontecorvo, del gruppo dei "ragazzi di via Panisperna" di Enrico Fermi, verso la metà del secolo scorso - è che i neutrini non abbiano di per sé massa definita, bensì siano miscele di stati, con massa diversa. Come se fossero due componenti, una "muonica" e una "tauonica". Ora, neutrini di massa diversa hanno una diversa evoluzione nel tempo. Nell'esperimento OPERA dal CERN vengono lanciati solo neutrini muonici. Questi, dopo aver percorso un certo tratto della loro traiettoria, subiscono una sorta di oscillazione fra le due componenti che li costituivano: il neutrino iniziale assume una componente tauonica via via crescente e

dopo un certo tempo, il neutrino muonico si converte interamente in tauonico. Da questo momento l'oscillazione continua con le stesse modalità: diminuisce la componente tauonica e il neutrino si trasforma nuovamente in muonico

Su miliardi di miliardi di neutrini lanciati dal CERN e arrivati ai laboratori dell'INFN dal 2007 è stato osservato dagli scienziati un solo neutrino che ha oscillato da muonico a tau, ma il risultato è sufficiente per suggerire fortemente che i neutrini abbiano una massa e che possano oscillare passando da una "famiglia" a un'altra. Dato però che nel Modello standard i neutrini non hanno una massa, il risultato implica la necessità di rettificarlo in questo punto, fornire nuove spiegazioni e iniziare nuove ricerche con tutte le possibili implicazioni in cosmologia, nell'astrofisica e nella fisica delle particelle.

(31 maggio 2010)

 

Laboratori nazionali del Gran Sasso

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I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) sono dei laboratori di ricerca dedicati allo studio della fisica delle particelle. Sono i più grandi laboratori sotterranei del mondo, e si trovano a 1.400 m sotto la cima del massiccio del Gran Sasso, in prossimità del traforo del Gran Sasso dell'Autostrada A24 Teramo-L'Aquila-Roma, che attraversa la montagna. Oltre ai laboratori sotterranei, la struttura dispone anche di laboratori esterni, che si trovano all'Aquila in località Assergi, vicino l'omonimo casello autostradale.
Nati da un'idea di Antonino Zichichi, la loro costruzione ebbe inizio nel 1982 e sono stati costruiti assieme al traforo autostradale del Gran Sasso. Cinque anni dopo vi si tenne il primo esperimento. I laboratori sotterranei contengono tre "sale" (sala A, sala B e sala C) le cui dimensioni tipiche sono di 100 m di lunghezza per 20 m di larghezza e 20 m di altezza. Oltre alle tre sale principali, i laboratori sotterranei sono costituiti da alcuni locali di servizio (guardiole di sorveglianza, servizi igienici, strutture per il condizionamento ed il pompaggio dell'aria ecc.), da tunnel di collegamento (uno dei quali collega tutte le tre sale ed è sufficientemente grande da permettere il passaggio di grossi autocarri) e da alcune piccole altre zone sperimentali dove trovano collocazione alcuni esperimenti di piccole dimensioni geometriche. In due piccoli tunnel ausiliari, appositamente realizzati, ha trovato collocazione un interferometro ottico. In tempi passati alcuni esperimenti utilizzavano anche dei rivelatori posti sulla sommità della montagna sopra i laboratori sotterranei e i dati registrati venivano analizzati in coincidenza o in anticoincidenza con quelli registrati nel laboratorio sotterrano.
I laboratori esterni sono costituiti da diversi edifici separati. Al loro interno si trovano gli uffici della direzione del laboratorio, gli uffici dei diversi gruppi che gestiscono gli esperimenti, alcuni laboratori, una biblioteca e altre strutture di supporto. Inoltre sono presenti diverse sale conferenze, che vengono utilizzate non solo per seminari ed incontri interni al laboratorio, ma che sono spesso utilizzate anche come sede di conferenze e assemblee di lavoro internazionali su argomenti scientifici riguardanti i temi trattati dal laboratorio.
I laboratori sono gestiti dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), e vengono utilizzati da scienziati di tutto il mondo per condurre ricerche in campi come l'astrofisica o la fisica delle particelle. Attuale direttore è Lucia Votano.
La collocazione sotto la montagna permette di ridurre notevolmente il flusso dei raggi cosmici e consente di semplificare il rilevamento di particelle come il neutrino o la ricerca della materia oscura.
L'esperimento GALLEX (ora non più in fase di raccolta dati e trasformato nel progetto Gallium Neutrino Observatory) ha avuto sede nella sala A di questo laboratorio e i suoi dati, che confermavano la presenza di una mancanza nel flusso dei neutrini elettronici solari che arrivano sulla Terra dal Sole rispetto a quanto previsto dai modelli solari, hanno contribuito a mostrare l'importanza dei laboratori sotterranei.

Indice [nascondi] 1 Accesso ai laboratori sotterranei 2 Film 3 Voci correlate 4 Collegamenti esterni

[modifica] Accesso ai laboratori sotterranei

Una peculiarità dei Laboratori sotterranei del Gran Sasso è la facilità d'accesso. Normalmente i laboratori sotterranei sono collocati in miniere abbandonate o in zone dismesse di una miniera ancora attiva e l'accesso alla zona sperimentale, richiede di percorrere cunicoli minerari e lunghi tragitti in ascensore. L'accesso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, invece, avviene direttamente dal tunnel autostradale del'A24 Teramo-Roma. Questa collocazione si rivela particolarmente utile, in quanto, permette sia un più facile accesso al personale che un agevole trasferimento all'interno della struttura della strumentazione e delle strutture precostruite all'esterno che possono raggiungere dimensioni notevoli.