Category: Fisica

la Fenice

9/7/2018

Due ricercatori di RFX "sovrintendono" al trasporto della struttura meccanica a Schio.

Come l'araba Fenice, l'esperimento RFX sta risorgendo: dopo RFX (attivita' iniziata nel 1992), e RFX-mod (2004), sono entrate nel vivo le seconde modifiche di RFX, che daranno il terzo nome RFX-mod2.
RFX e' un esperimento per la fusione termonucleare controllata a confinamento magnetico situato nell'area del CNR di Padova, nella zona industriale padovana. E' operativo dal 1992 appunto (quasi trent'anni fa), mentre le ricerche sui gas ionizzati, nel quadro generale della ricerca sull'utilizzo della fusione nucleare per produrre energia, iniziarono a Padova nel 1959, sostanzialmente in sincronia con l'inizio di ricerche simili in USA, URSS e Regno Unito.
Cosa ci si propone con queste seconde modifiche di RFX? Lo scopo e' sostanzialmente la riduzione delle instabilita' magnetiche che si formano dentro un gas ionizzato, e che in generale sono dannose, sia per la stabilita' del reattore, sia per i meccanismi di trasporto (diffusione e convezione) che generano dentro il gas. Per fare questo, occorre una definizione ingegneristica raffinatissima dei conduttori (a forma di toro) che circondano il gas: per l'appunto, la seconda modifica riguarda quella che in gergo viene chiamata "prima parete" (first wall).
Nella figura in alto, questa struttura, coscienziosamente sorvegliata da due ricercatori di RFX, viene caricata su un autotreno per venire trasferita a Schio, presso la Ettore Zanon S.p.A., dove verranno eseguite le modifiche progettate dagli ingegneri e fisici del CNR di Padova.

Simulazione di come appaiono le "isole magnetiche" (instabilita' magnetiche) che si formano dentro un gas ionizzato, confinato magneticamente in un esperimento per la fusione nucleare controllata. Credit: Gianluca Spizzo and Roscoe White (PPPL, Princeton, USA).

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Gli abitanti della Luna

10/25/2017

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Nell'immagine del giorno della NASA (che si può consultare al sito https://apod.nasa.gov/apod/ap171025.html) si vedono dei "buchi" nella superficie lunare, simili a grandi "tombini", che immettono in canali vuoti nel sottosuolo, memori dell'attività vulcanica che un tempo esisteva sulla Luna. Queste singolari immagini sono state riprese dalla sonda giapponese Kaguya. Secondo i più fantasiosi, potrebbero ospitare degli immaginari "seleniti", abitanti lì rifugiatisi per sfuggire alle condizioni proibitive della superficie lunare... Più dettagli sul sito giapponese della sonda, che riporta l'articolo apparso sulla rivista Geophysical Review Letters.

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La Canicola

7/17/2017

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tramonto estivo, fotografato dall'Idrovia a Saonara (provincia di Padova)

Nel capitolo 47, Libro II della sua Naturalis Historia, che ho citato diverse volte, Plinio discute dei regimi dei venti nel Mediterraneo, fissando l'inizio dell'inverno e l'inizio dell'estate.
Nello stesso capitolo, §123-124, Plinio descrive l'inizio della grande calura estiva, usando un termine che poi entrera' nell'italiano comune:

[123] Ardentissimo autem aestatis tempore exoritur caniculae sidus sole primam partem Leonis ingrediente, qui dies XV ante Augustas kalendas est.
[124] Huius exortum diebus VIII ferme aquilonum antecedunt, quos prodromos appellant

Cioe': nel pieno della calura dell'estate, sorge la stella della Canicola, quando il sole entra nella prima parte della costellazione del Leone, il che succede 15 giorni prima delle calende di Agosto [18 luglio]. Il suo sorgere viene preceduto dagli Aquiloni esattamente 8 giorni prima, e per questo motivo essi vengono chiamati "prodromi".
La stella della Canicola altro non e' che Sirio, la brillante stella α Canis Maioris, che anche Claudio Tolomeo chiama "cane" nel suo Almagesto (libro VIII, § H144):

La stella nella bocca [del Cane Maggiore], la piu' luminosa [del cielo], che e' chiamata Cane (κύον) ed e' rossastra

Magari in un altro articolo parleremo del perche' Tolomeo la definisca rossastra, visto che, soprattutto d'inverno, appare con un brillante color bianco-bluastro...
Per quanto ci interessa qui, notiamo che, come negli altri passi del capitolo 47, Plinio connetta la levata eliaca di una stella al comparire di un vento e/o a un cambiamento di tempo atmosferico (il capitolo infatti e' dedicato ai venti e ai loro regimi annuali). Aquilone e' l'antico nome del vento di nord-est (alba solstiziale d'estate, dice in modo molto preciso Plinio), quello che i greci chiamano Borea (... e che triestini e veneziani chiamano bora).
Da questo passo di Plinio traggono origine due termini popolari che usiamo in questa stagione: la Canicola, e il solleone, cioe' sol-leone, il Sole in Leone.
A causa della precessione degli equinozi, tuttavia, questi due "segnaposto" astronomici ai nostri tempi non indicano piu' l'inizio della calura estiva, come avveniva ai tempi di Plinio: oggi il Sole entra in Leone a meta' agosto, e la levata eliaca di Sirio si osserva piu' o meno nello stesso periodo.

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Una serata sulla fusione nucleare a Casa Marina

6/28/2017

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La sera di sabato 17 giugno, a Casa Marina, nella splendida cornice dei Colli Euganei, ho tenuto una presentazione divulgativa sulla fusione termonucleare controllata, cioe', come riprodurre il Sole sulla Terra: una linea di ricerca di una fonte inesauribile di energia, che vede fisici e ingegneri padovani impegnati fin dal 1959!
E' seguita una discussione molto aperta sui problemi ancora insoluti, sul ruolo di Padova nel panorama internazionale di ricerca, sui progetti futuri, in particolare ITER, il proto-reattore in costruzione a Cadarache, in Provenza.
Allego qui il file con la presentazione (in formato PDF) per chi volesse rivedere con calma il materiale presentato in quella serata.

La serata e' stata bellissima, una splendida serata di inizio estate, conclusasi con una sbirciata a Giove e Saturno, grazie ai telescopi gentilmente offerti dagli astrofili presenti. Un grazie speciale al mio caro amico Carlo Vinante, e a tutta l'Associazione Astronomica Euganea per lo splendido supporto offerto.

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Sulla Luna e la Terra

6/1/2017

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Figura che rappresenta un'eclissi di Sole, nelle glosse al De Natura Rerum di Beda. Le glosse sono le cosiddette Bridgeferti Ramsey Glossae, riconducibili agli ambienti scolastici carolingi.

Nel Capitolo 22 del suo De Natura Rerum, il Venerabile Beda affronta un tema classico, quello delle eclissi di sole e luna.
Mi ha stupito che, citando peraltro Plinio, Beda dica che:

Non posse vero totum solem adimi terris intercedente luna, si terra major esset quam luna.

Cioe', il sole non potrebbe essere totalmente nascosto alla terra dall'interporsi della luna, se la Terra fosse piu' grande della Luna.
L'errore nasce da Plinio, Naturalis Historia, libro II, cap.8, § 49, che Beda riporta quasi alla lettera:

Non posset quippe totus sol adimi terris intercedente luna, si terra maior esset quam luna.

Le conoscenze astronomiche dell'eta' di Plinio sono gia' in grado di vanificare questa idea: che la Luna sia maggiore della Terra e' opinione piu' antica, sostenuta da Anassimandro e sopravvissuta fino a Plinio solo in qualche testo stoico.
Evidentemente Beda non era a conoscenza del fatto che le eclissi di Sole si verifichino in una sottile striscia di terra, per cui accadono in un luogo, ma non in un altro, rendendo evidente che l'ombra della Luna sia piu' piccola di quella della Terra.
Dell'errore si resero conto quasi subito i commentatori carolingi (probabilmente riconducibili all'autorita' di Abbone di Fleury), i quali giustamente, nelle glosse al De Natura Rerum, citando Tolomeo, "re della geometria", dicono che l'ombra della Luna e' la diciottesima parte di quella della Terra, e quindi la Terra e' sei volte piu' grande della Luna:

Hinc est, quod umbra lunae decima octava pars sit totius terrae, ipsa vero luna sexta terrae pars est

In realta', la stima delle aree e' corretta, e infatti la radice quadrata di 18 e' 4.24, molto vicina al valore vero del rapporto del raggio della Terra rispetto al raggio della Luna, Rt/Rl~3.66. Il glossatore invece sbaglia nel dedurre da questo un rapporto di raggi pari a 6 (non e' la radice quadrata di 18!). In ogni caso, giustamente i computisti carolingi rilevarono l'errore di Beda (... e di Plinio!): la Luna e' piu' piccola della Terra.

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La terra e' piatta e il sole le gira attorno

4/21/2017

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Mappa medievale della Terra, le cosiddette mappe "T-O", cosi' chiamate per la disposizione delle terre su un mappamondo sferico. Compaiono nel De Natura Rerum di Isidoro di Siviglia (VII secolo), e vengono descritte anche nell'omonimo trattato del Venerabile Beda (~703 d.C.)

In un'epoca di allegro annessionismo scientifico e di "verita' alternative" (come dice Trump), forse non fa molta notizia che ci sia ancora gente che crede che la Terra sia piatta: d'altra parte, non e' forse vero che in USA esiste la famosa Flat Earth Society che da anni pubblica "articoli" relativi alle prove del fatto che la Terra sia piatta come una piadina?

Tuttavia, nozioni (se le vogliamo chiamare cosi'...) del genere non avevano mai varcato le sacre soglie del mondo accademico. Almeno, fino al 2016. All'Universita' di Sfax, in Tunisia, una audace studentessa di nome Amira Kharroubi ha presentato in una Tesi di Dottorato (sic!) una critica serrata al modello eliocentrico del Sistema Solare, alla legge di Newton, alla famosa legge E=mc2 di Einstein, financo all'espressione dell'energia cinetica. Lo scopo: mettere d'accordo la scienza con la fede (in questo caso, col Corano). Per fare questo, la Terra deve essere piatta e immobile, senza rotazione su se stessa ne' rivoluzione intorno al Sole, ne' massa e ne' forza di gravita', al centro dell'Universo.

Quello che lascia perplessi e' non tanto l'audacia della studentessa, quanto l'atteggiamento del suo relatore di dottorato, Jamel Touir, che, da stimato ricercatore (potete verificarlo sulla sua pagina di Research Gate) si presta alla pubblicazione di un tale cumulo di sciocchezze.

Stiamo tornando al Medioevo? Forse anche prima... in quanto, nonostante la credenza popolare, nel Medioevo la nozione di terra sferica non venne mai meno, come testimonia per esempio il De Rerum Natura del Venerabile Beda (circa ~ 703 d.C.). In questo succinto trattato, Beda cita le fonti classiche in merito (principalmente Plinio), dice chiaramente che la Terra e' un globo, e fa riferimento alle cosiddette mappe T-O, delle mappe che compaiono per la prima volta nelle glosse al De Rerum Natura di Isidoro di Siviglia (VII secolo d.C.), e che testimoniano indubitabilmente che pure nell'Alto Medioevo, almeno nei monasteri, la concezione della sfericita' della Terra non fosse mai venuta meno [anche se alcuni autori contestano il fatto che Isidoro di Siviglia credesse alla sfericita' della Terra, citando proprio le mappe T-O. La nozione di sfericita' e' invece indubitabile negli scritti di Beda].

Forse non e' inutile ricordare i fenomeni che il grande astronomo Claudio Tolomeo citava nel suo Almagesto (Libro I, capitolo 4) come prova della sfericita' della Terra, quasi duemila anni fa:

che il Sole e la Luna non sorgono ne' tramontano nello stesso istante per tutti gli abitanti della Terra, ma sempre prima per coloro che vivono piu' a oriente, e dopo per coloro che abitano piu' a occidente;
che fenomeni che accadono in contemporanea per tutti, come le eclissi, soprattutto quelle di Luna, non vengono mai registrati nello stesso istante di tempo (calcolato, per esempio, dal mezzogiorno). Ma vengono registrati sempre in orari piu' tardi da coloro che abitano a oriente, e piu' presto da coloro che abitano a occidente, in proporzione alla distanza fra di essi, in modo tale da supporre che la forma della Terra sia sferica;
Se la Terra fosse infatti piatta, tutte le stelle, e il Sole e la Luna, sorgerebbero per tutti alla stessa ora, cosa che non accade;
e la Terra non e' neppure un cilindro disposto in direzione Est-Ovest, perche' se uno procede verso il Polo Nord, sempre piu' stelle dell'emisfero nord appaiono, e ne scompaiono contemporaneamente nell'emisfero sud, e sempre in proporzione alla distanza. Dal che si deduce che la Terra e' curva in tutte le direzioni: che cioe', e' sferica;
infine, quando si naviga, di una montagna o di una torre, compare sempre prima la cima, da qualunque angolo o direzione uno provenga, mentre prima risultavano sommerse perche' appunto coperte dalla curvatura della superficie terrestre.

Qui forse mi sento un po' cattivo, perche' a questo punto voglio paragonare la bellezza delle argomentazioni del grande Tolomeo a quelle di una studentessa di dottorato. Il punto e' che la studentessa ha pure pubblicato i "risultati" (diciamo cosi'...) salienti della sua ricerca su una rivista online dall'improbabile nome The International Journal of Science and Technoledge (no, non e' un errore, e' proprio Technoledge). Nell'articolo si trovano delle chicche eccezionali, come (l'elenco non e' assolutamente completo!):

la famosa esperienza di Michelson e Morley viene usata non per citare la costanza della velocita' della luce c, ma l'assenza di moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole;
il moto retrogrado di tutti i pianeti (che pure e' sbagliato, perche' il moto retrogrado si misura solo nei pianeti esterni, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno) viene citato come "prova" dell'assenza di rivoluzione intorno al Sole. Anzi, per usare le parole della Nostra, The observation of this retrograde motion and the rotation direction lead us suspect the entire heliocentric theory.
Con buona pace di Keplero, l'orbita della Terra non puo' essere ellittica, altrimenti al perielio la Terra brucerebbe per l'eccessivo calore, e all'afelio ci sarebbero glaciazioni "su tutta la Terra" (sic!): This assumption means that the Earth revolves around Sun with different distances, but nothing is observed (not total burn or glaciations during the year)
Distrutta la prima legge di Keplero, al bando anche la seconda: la Terra non puo' accelerare al perielio, e rallentare all'afelio, perche' ... Il perche' e' una spiegazione esilarante che voglio citarvi alla lettera: Theoretically, this supposes the presence of self-power for the Earth to enhance or reduce its velocity. Stranamente, della terza legge di Keplero la Nostra non dice nulla, forse perche' troppo complicata.
La stella Polare rimane fissa nella stessa posizione apparente, a tutte le ore della notte. Questo, secondo la studentessa, non e' prova che la Terra sia sferica con un polo, ma che la Terra e' piatta;
Pure prova della forma a piadina della Terra e' che le stagioni non possono essere causate dall'inclinazione dell'asse terrestre, in quanto l'inverno avviene in prossimita' del perielio, e cio' non e' possibile, perche' come detto sopra al perielio tutta la Terra brucia.
Non esiste la gravita': se infatti ci fosse la gravita', e la Terra tenesse l'atmosfera attaccata alla superficie, non ci sarebbero i venti. Quindi, non c'e' la gravita'.
Se la Terra ruotasse intorno a se', ci sarebbero venti di 1630 km/h, che distruggerebbero ogni edificio e forma di vita. Questo non succede, quindi la Terra non ruota intorno a se' (per inciso, questa aporia viene citata anche da Galileo nel Dialogo sui Massimi Sistemi);
Siccome i missili spaziali viaggiano a una velocita' inferiore a quella (supposta!) di rotazione/rivoluzione terrestre, una volta partiti, non potrebbero mai ritornare sulla Terra (addio Galileo e le leggi di trasformazione della relativita' galileiana...). Quindi, la Terra non si muove, ne' di rotazione, ne' di rivoluzione
Inoltre, se la Terra si muovesse, non potremmo ricavare un segnale radio, o TV, o GPS, dai satelliti.

In conclusione, vi lascio ancora una volta alle parole dirette degli autori, nonche' il file che potete scaricare per godere di tante perle di saggezza:

In conclusion, various physics arguments and astronomy observations show the stability of the Earth in the universe and the sun, the
moon, the stars and the planets motion around it. Then the heliocentric model must to be rejected. On the contrary, the revision of the
geocentric model will be necessary. Consequently, the Sun revolves around Earth daily in 23h 56min 4.1Second from East to West.

2016_the_international_journal_of_science___technoledge_flatearth.pdf
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L'orologio della storia qui si e' fermato al 14° secolo

11/16/2015

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E' una mattina grigia e plumbea di novembre, che sembra la scenografia adatta per i tragici fatti di Parigi della notte del 13 novembre 2015. Ancora una volta, come secoli fa la notte di San Bartolomeo, Parigi diventa il teatro del fanatismo religioso. Sembra che l'orologio della storia sia ritornato indietro al Medioevo. Non so perche', invece delle parole profetiche di Oriana Fallaci, mi risuonano quelle di un professore di fisica dell'Universita' Islamica di Islamabad, Pervez Hoodbhoy, che nel 2007 scrisse su Physics Today una piccola monografia sul rapporto interrotto fra Islam e scienza.

Il mondo islamico conobbe un fiorire di attivita' scientifica fra la meta' dell'VIII secolo e la meta' del XIV secolo, proprio in corrispondenza dei secoli piu' bui della cultura europea. Ma gia' alla fine del X e inizio dell'XI secolo i Mutaziliti, cioe' la corrente progressista della teologia islamica, furono oggetto di persecuzioni, e la vittoria dell'interpretazione fondamentalista dell'Islam relego' la filosofia, matematica e la scienza ai margini della societa' islamica.
I leader politici musulmani di oggi, riconoscono che ricchezza e potere politico discendono dalla tecnologia, e quindi promuovono attivamente uno sviluppo di una conoscenza scientifica. Ma, nonostante gli sforzi politici ed economici, i risultati sono scarsi.

Nella tabella qui sopra sono riportati i parametri di produzione scientifica (articoli e citazioni totali, aggiornata al 2007) della nota casa editrice Thomson Reuters. Certo, molti Paesi islamici sono Paesi in via di sviluppo, per cui il paragone con USA e Cina e' impari: ovviamente, gli USA e la Cina dispongono di finanziamenti ben maggiori. In tabella spicca pero' la differenza fra i Paesi islamici e altri Paesi in via di sviluppo, come il Brasile e l'India, che pure producono piu' di dieci volte gli articoli della Malesia o dell'Arabia Saudita. Il caso dell'Arabia Saudita e' emblematico, perche' essa possiede un PIL pari a quello di un Paese occidentale, e produce scientificamente al livello di un Paese del terzo mondo.
La differenza quindi non e' solo materiale: Hoodbhoy dice chiaramente:

La ragione piu' profonda e' attitudinale, non materiale: e' il pensiero che conta [...] La scienza e' fondamentalmente un sistema di pensiero che si e' coagulato intorno a uno scheletro, il metodo scientifico. E il metodo scientifico richiede che ipotesi e risultati siano continuamente messi e rimessi alla prova, indipendentemente dal principio di autorita'. Ma qui sta il problema: il metodo scientifico e' incompatibile con un pensiero religioso tradizionalista, fondamentalista e non riformato.

Tuttavia, nei media dei Paesi Islamici non c'e' disinteresse per la scienza, tutt'altro. Le discussioni su "Islam e scienza" sono comuni, tuttavia solo nella misura in cui confermano l'esistenza di Dio, la verita' dell'Islam e del Corano, e che anche le scoperte scientifiche recenti sarebbero state impossibili senza il decisivo contributo dei Musulmani. Uno dei siti Internet piu' visitati ha un banner che recita, "Recenti scoperte scientifiche confermano quanto descritto nel Sacro Libro dei Musulmani, e dal Profeta Maometto (Pace e Benedizione su di Lui) quattordici secoli fa". In quel sito, chiunque puo' verificare che tutto, dai buchi neri alla meccanica quantistica e alla genetica, fu anticipato 14 secoli fa. Hoodbhoy prosegue:

Sembra che solo la tradizione degli antichi abbia importanza. Uno ha veramente l'impressione che l'orologio della storia qui si sia fermato al 14° secolo, e che i progetti per farlo ripartire siano, nel migliore dei casi, assai vaghi e incerti.

Tuttavia, non e' l'assenza di democrazia il principale motivo del lento sviluppo scientifico nei Paesi islamici: nessun Paese islamico lontanamente assomiglia ai regimi di Stalin o Hitler, ed e' pure un mito quello che l'accesso delle donne all'istruzione sia basso. In fisica e ingegneria, le percentuali di donne iscritte all'Universita' in Pakistan, Egitto, Kuwait e Arabia Saudita, e' simile a quello degli USA. Hoodbhoy dice invece che il problema e' che

La scienza trova un deserto nei posti in cui i miracoli sono presi alla lettera, e la rivelazione e' presa come riferimento per una descrizione autentica del mondo fisico. Se il metodo scientifico viene buttato nella spazzatura, non c'e' quantita' di finanziamenti o buona volonta' politica che tengano. In un contesto del genere, la ricerca scientifica si riduce all'attivita' del bibliotecario o dell'erudito collezionista: non ci puo' essere posto per l'attivita' vera di ricerca, in cui ipotesi ardite vengono fatte e messe alla prova.

Come potra' esserci un futuro migliore? Il progresso richiedera' dei cambiamenti di comportamento, in primis un'attitudine ad abitudini lavorative piu' intense. Un percorso di sviluppo tecnologico e scientifico e' poco conciliabile con cinque preghiere comunitarie al giorno, con un mese di digiuno, con recite quotidiane del Corano, e molto altro. Inoltre, ci dovra' essere anche una buona volonta' ad accettare alcuni cambiamenti filosofici,

una Weltanshauung che si scrolli di dosso il ramo secco della Tradizione, che abbandoni il fatalismo e la cieca fedelta' nell'autorita', che accetti il valore delle leggi laiche, che dia valore al rigore intellettuale e all'onesta' scientifica, e che rispetti le liberta' culturali e personali.

Nel confronto che sembra mettere da una parte l'Islam, e dall'altra l'Occidente,

e' tempo di calmare le acque: in un mondo sempre piu' piccolo, non ci possono essere vincitori e vinti da un confronto del genere. E' tempo di smetterla di perseguire la propria piccola e limitata scaletta religiosa e/o politica, sia in Occidente, sia nei Paesi islamici. [...] Questo lascia il principio di logica e ragione di un umanesimo laico, come gli unici principi di governo e di progresso, lasciando la religione come una scelta personale che non abbia niente a che fare con lo Stato. Essendo scienziati, capiamo facilmente questo. Il problema sara' convincere gli altri.

Vi lascio il testo completo dell'articolo qui di seguito:

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US Democrats are the strongest opponents to the ITER project

7/13/2015

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In the May issue of Physics Today, an article signed by David Kramer comments on the recent change at the head of the ITER project, the multi-billion nuclear fusion experiment which is under construction in south France. The former director general, Osamu Motojima, welcomed the new director, Bernard Bigot. Bigot is rather well-known in the fusion community, being a recognized physicist and having served since 2008 as the France representative to the ITER organization. Bigot will have to tackle a long-standing issue of the ITER management, i.e. to define a new (and possible, definitive) baseline cost and schedule.

In fact, ITER budget has skyrocketed from the initial 5 € billion to a final 13 € billion (estimate 2010). And a new cost assessment is likely to be larger than this figure.
This increase in ITER budget, partly due to the increase of costs of labour and raw materials, and partly to the changes in design brought about by the advances in fusion science, are particularly indigestible to policymakers in the US. Since last summer, a push-and-pull action between the US Congress (adverse to the US participation in ITER) and the Obama administration (which is in favor to that) is taking place. Last summer, a Senate appropriations subcommittee ordered US withdrawal from ITER. The measure was deleted by the Obama administration. This year, backers of the provision are trying to repropose it in the FY 2016 funding bill. Interestingly enough for us Europeans, the principal opponent is not from GOP, but from Democrats: her name is Dianne Fenstein, and she is one of the two Senators elected in California. In an interview she says it is not worth putting so much money in a project "we may never see benefits from".

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US Democrats are the strongest opponents to the ITER project

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