A soli tre mesi dall'inizio degli esperimenti gli scienziati del Large Hadron Collider (LHC) di Ginevra hanno comunicato di aver identificato tutte le particelle previste nella "Teoria Standard dell'Universo", ossia quelle che già in precedenza erano state identificate e trovate per altre vie.

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La novità, ovviamente, è che in così breve tempo si è riusciti, grazie all'acceleratore di particelle di Ginevra, a rifare i calcoli e rilevare ciò che si sapeva come cercare. Tra queste, però, sembra si sia riusciti a "vedere" e pesare per la prima volta al mondo il Top Quark che l'acceleratore americano di Chicago aveva in precedenza identificato. Ora se ne ha certezza e peso.

Dalle parole di Rolf Heuer, direttore generale del CERN dov'è l'LHC, un esperimento da 10 miliardi di dollari, si aprono dunque i nuovi scenari della "nuova fisica", ossia la identificazione delle particelle che si suppone ci siano e abbiano un ruolo rilevante ma che finora non sono state mai state rilevate.

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Dopo oltre tre anni di ricerche e miliardi di miliardi di particelle in viaggio da una parte all’altra delle Alpi, nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), per la prima volta al mondo è stata osservata in modo diretto una metamorfosi del neutrino. La trasformazione, cioé, di un neutrino in un altro. Una scoperta che apre le porte a una nuova fisica. Serviranno ovviamente altre osservazioni di neutrini “mutanti” per avere la certezza definitiva della scoperta.

Il fenomeno e’ 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 sto Gran Sasso).

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Una nuova dimostrazione della straordinaria qualità della fisica italiana. L’esperimento Borexino ai Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ha visto in modo certo, per la prima volta al mondo, particelle provenienti dall’interno della Terra, là dove si forma il calore del nostro pianeta.

Lo studio viene pubblicato dal sito scientifico online arXiv.org. I ricercatori di Borexino (provenienti da istituti italiani, americani, tedeschi, russi e polacchi) coordinati dal professor Gianpaolo Bellini, dell’INFN di Milano, hanno visto per la prima volta con l’esperimento situato nei Laboratori del Gran Sasso, i “geoneutrini”. Cioè gli antineutrini (la più piccola e elusiva particella di antimateria) provenienti dall’interno del nostro pianeta.

Queste leggerissime particelle ci dicono che migliaia di chilometri sotto la crosta terrestre, degli elementi radioattivi come l’uranio si trasmutano (decadono) e producono enormi quantità di quel calore che muove i continenti, scioglie le rocce e le trasforma in magma e lava per i vulcani.
Tramite i geoneutrini, gli scienziati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare hanno la prova che questa radioattività sia una delle principali fonti di energia del pianeta, anche se probabilmente non l’unico combustibile della fucina che produce le decine di migliaia di miliardi di Watt che scaldano la Terra.

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Comprendere e controllare l'attrito, fenomeno molto comune che si verifica quando un corpo scivola su una superficie, ha un'importanza fondamentale per moltissimi dispositivi e processi industriali, poiché le due parti in contatto tendono a riscaldarsi e ad usurarsi. Ad esempio, nei dispositivi di lettura dei dischi rigidi dei computer o nei sistemi micro-elettro-meccanici (i cosiddetti Mems) utilizzati per i sensori, dove si agisce su superfici di contatto sempre più piccole.

Per controllare l'attrito in questi sistemi è necessario capire come questa forza agisca a scale così piccole, tali che il comportamento dei singoli atomi sulla superficie di contatto diventa rilevante.

Nell'articolo pubblicato su Pnas - Proceedings of the national academy of sciences è stato mostrato tramite simulazioni numeriche che quando due superfici (nel caso in questione un cristallo di xenon su di un piano di rame) vengono ‘sfregate’ alla scala atomica, lo scorrimento avviene in maniera graduale.

In principio, si sposta solo una piccola zona, una bolla composta da un centinaio di atomi, e solo in seguito la bolla cresce trascinando l'intera superficie.

La dimostrazione è stata realizzata da Stefano Zapperi, ricercatore dell’Istituto  nazionale di fisica della materia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Infm), autore dello studio in collaborazione con Marco Reguzzoni, Mauro Ferrario e Maria Clelia Righi.

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L’antimateria ottica esiste ed è stato dimostrato da un’équipe di ricercatori dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Imm-Cnr), coordinata da Vito Mocella.
Lo studio, realizzato presso i laboratori dell’Università di Berkeley, è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, guadagnandosi la copertina della prestigiosa rivista.

I ricercatori hanno creato un metamateriale, cioè un materiale ingegnerizzato che, grazie ad opportune modifiche della struttura, acquisisce proprietà contrarie a quelle che siamo abituati a conoscere, annullando, in questo caso, la propagazione della luce nell’aria e rendendo, appunto, invisibile l’oggetto.

“Il nostro metamateriale è stato realizzato modificando ad una scala nanometrica (nell’ordine del milionesimo di millimetro), la struttura del silicio, in cui abbiamo praticato piccolissimi fori”,

spiega Vito Mocella.

“Abbiamo poi alternato un migliaio di piccole strisce di tale metamateriale, con caratteristiche opposte a quelle dell’aria, a porzioni di aria di uguale lunghezza d’onda. Quando la luce passa attraverso questo sistema fatto di aria e di ‘antiaria’, è come se non avesse attraversato né l’uno né l’altro materiale”.

Fantascienza? Pare di no.

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Straordinaria scoperta.

Un altro “super” arricchisce la lista degli effetti straordinari nella fisica: è la luce superfluida, capace di attraversare materiali semi-opachi, vetri scalfiti e sospensioni come la nebbia senza difficoltà alcuna.

La sua esistenza è stata appena dimostrata a Parigi da una collaborazione tra Iacopo Carusotto, del centro BEC di INFM-CNR di Trento, il gruppo teorico di Cristiano Ciuti all'Università di Paris 7, e il gruppo sperimentale guidato da Alberto Bramati ed Elizabeth Giacobino presso il Laboratoire Kastler Brossel dell’Università Paris 6.
La predizione di questa luce particolarissima è tutta italiana, e risale solo a cinque anni fa grazie a un lavoro di Carusotto e Ciuti del 2004.

Nel suo viaggiare attraverso l’aria e i materiali più vari, la luce comune viene deviata e dispersa.
Dopo un temporale, ad esempio forma arcobaleni.
Nella nebbia, si riflette sulle gocce d’acqua in sospensione creando un accecante muro luminoso.
Nei cristalli, viene deviata dalle imperfezioni interne che la distorcono e disperdono.

La luce superfluida invece, come predetta da Carusotto e Ciuti, sarebbe in grado di attraversare tutti questi materiali senza la minima difficoltà:

i fotoni che la compongono infatti, avrebbero interazioni tra loro talmente forti che la luce stessa comincerebbe a comportarsi come un vero e proprio fluido.

Uno stato simile a quello di altri “super”, come l’elio superfluido, che da normale liquido come l'acqua si trasforma in un superfluido capace di scorrere senza alcun attrito.

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I ricercatori del Consorzio RFX di Padova hanno prodotto in laboratorio un plasma da fusione a 15 milioni di gradi, scoprendo la sua naturale tendenza ad assumere la forma di un’elica e a raggiungere così un equilibrio spontaneo.
I risultati dell’esperimento sono stati presentati venerdì 19 giugnopresso il laboratorio di Corso Stati Uniti, 4 in Padova.

Questo risultato sperimentale, appena pubblicato sulla rivista Nature Physics, conferma quanto già previsto da studi teorici.

Il Presidente del Consorzio RFX, prof. Giorgio Rostagni spiega

“E’ una scoperta importante che, insieme ad altre ottenute di recente, apre nuove e promettenti prospettive ‘fusionistiche’ per il tipo di plasmi prodotti in RFX e conferma il ruolo leader del gruppo padovano nelle ricerche di fisica del plasma per applicazioni energetiche, sia a livello europeo che mondiale”.

Scienziati di tutto il mondo stanno sviluppando le ricerche sulla fusione quale fonte di energia seguendo percorsi diversi e complementari: i ricercatori padovani in particolare producono plasmi denominati “Reversed field Pinch”, ottenuti in una “ciambella” del diametro di 4 metri (l’esperimento RFX), al cui interno si crea un plasma di idrogeno, ovvero un gas estremamente “caldo” e rarefatto.

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