La grande forza della scienza, nonché il suo motore, è la curiosità. La curiosità, il puro desiderio di conoscere e di sapere, che ha spinto noi, gli umani, a guardare in alto, in profondità, ma anche dentro noi stessi. E indagando abbiamo trovato veri tesori. La fisica ci spiega cosa succede nell’atomo ma anche nell’Universo, un mondo che varia dal miliardesimo di miliardesimo di metro a decine di miliardi di anni luce! Abbiamo una spiegazione razionale, che, anche se non è quella finale, risponde a domande del tipo: di cosa è fatto il mondo, come è nato l’Universo e come potrebbe evolversi. Se poi la fisica fondamentale, come vedremo, ha anche ricadute nella vita di tutti i giorni, questo è davvero il massimo!

Due “rivoluzioni scientifiche” stanno alla base della FISICA MODERNA – entrambe occorse nella prima meta’ del 20esimo secolo. Tutto cio’ e’ accaduto quando i fisici hanno provato (e riuscito) di estendere le leggi delle fisica OLTRE l’esperienza di ogni giorno, oltre il senso comune Hanno “partorito”: La teoria della Relativita’ La Meccanica Quantistica ” Nn troverai mai la verità se non sei disposto ad accettare anche ciò che non ti aspetti “. Eraclito

F.Riggi, Microcosmo e macrocosmo, Vacanze studio Gennaio 2002

L’atomo all’inizio del ‘900L’atomo di Thompson L’atomo di Rutherford e Bohr L’atomo quantistico La struttura del nucleo Il nucleo oggi

Le forze fondamentali forzaintensità Debole10 29 Decadimenti: n  p + e  + Elettromagnetica Tiene insieme gli atomi Forte10 43 Tiene insieme i nuclei Gravitazionale1 Vi tiene seduti effetto Z bosone W  fotone g gluone

HiggsBoson Force carriers Z bosone W  fotone g gluone Families of Families ofmatter  tau   -neutrino b bottom t top III  muone   -neutrino s strange c charm II e elettrone e e-neutrino d down up uI Lepton Leptons Quarks Gravity The…“operaGhost” FermionsBosons

1 miliardo a. l.

La Storia dell’Universo

Positron Electron Tomography Al paziente viene iniettata una sostanza radio- farmacologica (prodotta da un ciclotrone) con una vita media piuttosto breve. La sostanza iniettata raggiunge l’organo che si vuole visualizzare (cuore, cervello etc…) dove emette positroni  l’annichilazione dei positroni con gli elettroni presenti del corpo produce 2  emessi in direzione opposta La sostanza iniettata raggiunge l’organo che si vuole visualizzare (cuore, cervello etc…) dove emette positroni  l’annichilazione dei positroni con gli elettroni presenti del corpo produce 2  emessi in direzione opposta Si tratta di una moderna tecnica medica per visualizzare organi interni. Un apparecchiatura PET ha ~ rivelatori di  rivaltori BGO di spessore 3 cm

Le risoluzioni spaziali ottenibili con la PET dipendono dal radioisotopo usato ~ 2 mm  e 4 mm z Per ricostruire immagini tridimensionali sono necessari software di ricostruzione molto sofisticati che tengano conto dei fenomeni di diffusione attenuazione falsi eventi. Positron Electron Tomography

La Tomografia Computerizzata

The 3,300-year-old mummy of King Tutankhamun is scanned to assess the need for restoration and also to attempt to discover the cause of his early death (January 2005) ( Computed Tomography Imaging (CT Scan )

Adroterapia I melanomi oculari sono curabili quasi esclusivamente con terapie adroniche I melanomi oculari sono curabili quasi esclusivamente con terapie adroniche Il trattamento con protoni permette di depositare quantita` di energia controllate direttamente nella regione tumorale Il trattamento con protoni permette di depositare quantita` di energia controllate direttamente nella regione tumorale Gli "Adroni" possono essere usati nella terapia di forme tumorali particolari. Infatti portati all’energia giusta da una macchina acceleratrice, sono in grado di danneggiare i tessuti malati soltanto alla fine del loro percorso nel corpo del paziente, in corrispondenza del tumore stesso

Profondità in acqua (cm) Ionizzazione percentuale e -, 8 MeV 60 Co , 8 MeV Protoni, 200 MeV

Sorgente Rivelatore Manufatto

Battaglia di Anghiari

Oetzi

Microscopio elettronico

Microscopio elettronico: polvere da sparo

Terza parte del libro: il libro dei “misteri”

La forza di gravita` Una distorsione nel tessuto dello spazio

Onde gravitazionali Le onde gravitazionali sono volte meno intense delle onde elettromagnetiche

Sappiamo ora che il 95% della massa dell‘universo non è costituita da materia simile a quella che conosciamo da tempo. Di che si tratta? In altre parole, cosa sono la materia oscura e l'energia oscura? Esistono le particelle supersimmetriche (SUSY)? Esistono le extradimensioni previste da vari modelli emersi dalla teoria delle stringhe? E possiamo "vederle" in qualche modo? – si BUCHI NERI – per noi UN FATTO POSITIVO Quali sono le caratteristiche della violazione CP che possono spiegare la dissimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi assenza di antimateria nell'universo? Cosa si può conoscere con maggiori dettagli di oggetti già noti (come il quark top)? Verificare sperimentalmente la teoria delle stringhe? Fisica LHC (2)

Fisica LHC (3) Unexpected…

F.Riggi, Microcosmo e macrocosmo, Vacanze studio Gennaio 2002 L’unificazione di tutte le forze? L’unificazione delle forze

 Le particelle sono veramente puntiformi ? Teoria delle Stringhe ulteriore livello microscopico: particelle non sono puntiformi, ma piccoli ( cm) anelli oscillanti diversi stati di oscillazione della stringa  particelle diverse Questioni Aperte

I modelli Cosmologici

NAUTILUS ATLAS Auditorium ADA e ADONE OPERA DAFNE Centro di Calcolo FISA BTF DAFNE-L FINUDA DEAR Laboratori Nazionali di Frascati, info: KLOE

VIP setup at LNGS

Final setup at LNGS

La ventata di aria fresca che i ragazzi dei vari licei in cui svolgo attivita’ di formazione e’ insostituibile: ragazzi che mi rassicurano sul futuro – malgrado la crisi, malgrado i problemi, voi, giovani ragazzi, avete voglia di fare. Quanto e’ bello stare in mezzo a voi! E quante domande intelligenti sapete fare! Uno stimolo continuo siete per me

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