Fisica

Com'è fatta la materia? Quali sono i suoi costituenti più piccoli? Per rispondere a queste domande il volume affronta tre grandi temi: gli acceleratori, i rivelatori e gli esperimenti. Descrive in modo semplice il funzionamento degli acceleratori che sono, in buona sostanza, i generatori di particelle ad alta energia. Partendo dalla generazione delle particelle ne segue il cammino – come si accelerano? come si deviano? – fino a giungere agli urti, per studiare i quali gli attori principali sono appunto i rivelatori. Quali sono i principi su cui si basano? Come si costruiscono? Infine gli esperimenti mettono insieme acceleratori e rivelatori per carpire la natura dell'infinitamente piccolo nella sua bellezza. Comprendere i segreti di questo mondo invisibile non è possibile senza uno sguardo approfondito all'elettronica e senza mettere a fuoco come si analizzano i dati.

Per decenni la meccanica quantistica ha visto in Niels Bohr il proprio nume tutelare. E anche se oggi si tende a ridimensionare il suo ruolo nello sviluppo della teoria atomica (a favore dei contributi di Heisenberg e Born, di Dirac e di von Neumann), il ruolo di Bohr nella cultura filosofico-scientifica del Novecento rimane cruciale. Il fisico danese è infatti stato tra i primi a cogliere l'importanza di una ricerca collettiva, favorita da strutture adeguate e da un clima di apertura intellettuale e umana: luoghi di fermento creativo e amore per la libera discussione che avrebbero unito i migliori intelletti del continente europeo, e non solo. Ma Bohr rimane una figura centrale della cultura novecentesca anche per la sua strenua dedizione nell'interrogazione filosofica della fisica: volta a estrarre dalle acquisizioni scientifiche una lezione più generale per la conoscenza umana. Con scrittura chiara e felice Federico Laudisa ci racconta questa figura sfaccettata e profonda e, al tempo stesso, ci apre le porte dell'avventura quantistica: il principio di indeterminazione, il «problema della misura», gli ambiti di applicabilità della meccanica quantistica, e – più in generale –la conoscibilità dell'universo fisico. Fino al principio di complementarità, concetto centrale della cosiddetta «interpretazione di Copenaghen», che – spiega bene l'autore – è più controversa di quanto la vulgata non tenda a pensare. Nella trama delle sue relazioni con gli altri protagonisti della fisica (da Albert Einstein a Werner Heisenberg) e della filosofia (il neokantismo di Ernst Cassirer, il falsificazionismo di Karl Popper), Laudisa scorge in Bohr un caso esemplare di come, partendo da una teoria fisica, si possano sollevare questioni di portata epistemologica generale. Sullo sfondo degli intensi dibattiti innescati dagli sviluppi vorticosi della fisica novecentesca, la figura di Bohr si colloca in quel raro «spazio logico» in cui storia intellettuale, storia della scienza e filosofia della scienza si intersecano, dando vita a nuove, sorprendenti immagini del mondo.

Il Volume II illustra i concetti di base dell'Elettricità e del Magnetismo, della Luce e dell'Ottica, e fornisce un'introduzione alla Fisica moderna. L’impostazione grafica e la presentazione dei contenuti favoriscono la memorizzazione dei concetti e la loro applicazione nella risoluzione dei problemi. I Modelli di analisi considerano situazioni fisiche opportune che rappresentano modelli generali. È proposta una Strategia generale per la risoluzione dei problemi. Nel testo sono presenti: numerosi Esempi svolti, Quiz, note a margine Prevenire l’errore, Problemi di tipologia e difficoltà differenti, Risposte ai Quiz e ai problemi con numero dispari, Appendici con richiami di matematica, tavole di dati fisici e tabelle di conversione. Nella nuova Edizione rivisitata, oltre all’inserimento di una nuova tipologia di Problemi, i contenuti dei Capitoli 22, 23 e 24 sono stati riorganizzati per facilitare lo studio degli argomenti trattati. Insieme al Volume I, il Volume II fornisce una trattazione completa degli argomenti previsti per un corso di Fisica di base. Solo nell'ebook sono forniti in lingua originale gli svolgimenti dei problemi con numero pari e dei problemi impegnativi.

La fine del mondo è parte del nostro immaginario dall’alba dei tempi e, nei secoli, sono molte le volte in cui qualcuno l’ha predetta: come dimenticare i timori sull’anno Duemila e sul Millennium bug, che avrebbe dovuto causare il collasso della civiltà? O l’oscura profezia Maya — peraltro un clamoroso falso storico — che portò a guardare con terrore il fatidico 2012? I media, i film e i libri sono affollati di scenari apocalittici perché da sempre noi esseri umani flirtiamo con la fine del mondo, forse per esorcizzarla, forse per apprezzare meglio quel che abbiamo, forse per essere pronti quando verrà. Nasce da qui l’idea di Licia Troisi, ansiosa per natura, scrittrice per vocazione e astrofisica di professione che ha deciso di accompagnarci alla scoperta dei tantissimi — e spesso molto creativi — modi in cui l’Universo potrebbe farci fuori. Dall’inflazionato buco nero pronto a fagocitare stelle e pianeti, al minaccioso fantasma dell’anti-materia; dall’eventualità (non così remota) che il Sole a un certo punto si spenga, a un grande classico della fantascienza come un nuovo Big Bang. Il risultato è Astrofisica per ansiosi, un viaggio attraverso scenari catastrofici, tutti scrupolosamente affrontati con serietà e rigore scientifico, che ci porterà a esorcizzare le nostre paure ma anche a renderci contro che — spoiler! — la più grande, e reale, minaccia alla nostra sopravvivenza siamo proprio noi stessi!

“Le idee spesso sono come un boomerang: partono in una direzione ma poi vanno a finire altrove. Se si ottengono risultati interessanti e insoliti, le applicazioni possono apparire in campi assolutamente imprevisti.” Realtà sperimentali che sembrano sfuggire a ogni legge, ricerche che portano a scoperte che sorprendono lo stesso ricercatore, l’intuizione fisica e matematica che lampeggia inaspettata: questo è il mondo che Giorgio Parisi, vincitore nel 2021 del premio Nobel, indaga da oltre mezzo secolo. Dall’ingresso, nel 1966, all’istituto di Fisica di Roma al Nobel sfiorato già all’età di venticinque anni, dagli studi pionieristici sulle particelle all’interesse per fenomeni enigmatici come le trasformazioni di stato, i “vetri di spin” e il volo degli storni; dalle riflessioni su come nascono le idee a quelle sul senso della scienza nella nostra società, "In un volo di storni" – qui presentato in un’edizione completamente riveduta e aggiornata e con una nuova prefazione dell’autore – è un viaggio nella mente geniale di un fisico che ha cercato le regole dei sistemi complessi, perché quelli semplici gli sono sempre sembrati un po’ troppo noiosi.

La figura di Blackett è il motore e l'argomento iniziale del libro di Zichichi. Il fisico siciliano ebbe da giovane la fortuna di lavorare col già affermato professore inglese e di entrare nel circolo ristretto dei grandi padri della fisica moderna. Antonino Zichichi racconta storie e aneddoti, dipingendo, come in un quadro astratto, macchie di colore e di luce attorno a Blackett e ad altri attori che ha avuto modo di frequentare, alcuni dei quali anche in qualità di collaboratore. Questo è il motivo di maggiore interesse del libro. La notevole quantità di informazioni storiche e scientifiche, non sempre molto conosciute anche tra i colleghi e molte di prima mano, aiutano a comprendere personaggi e situazioni. Una memoria storica non generata da un mero osservatore imparziale, ma da un protagonista con le sue idee e la sua propria lettura dei fatti. Un documento utile e interessante. Un film, più che una fotografia, di un periodo fantastico della storia della scienza e forse dell'intera umanità.

Cosa c’è oltre le stelle? Perché siamo tanto attratti dallo spazio? Che cosa ci spinge ad alzare lo sguardo verso il cielo notturno? Da sempre l’uomo osserva con curiosità, paura e stupore il firmamento. La voglia di esplorare e la necessità di scoprire ed evolversi lo hanno sempre portato alla ricerca di nuovi orizzonti. I puntini lontani sulla volta celeste rappresentano da sempre uno dei suoi desideri più grandi: raggiungere nuovi mondi. In questo libro F. Giacomo Carrozzo, Fabrizio Oliva e Andrea Raponi ci raccontano come abbiamo sviluppato quel desiderio, come lo stiamo realizzando e dove ci condurrà. Attraverso una narrazione semplice e chiara, gli autori ci portano in un viaggio che attraversa il tempo e lo spazio. Con loro, torneremo nel passato per scoprire come è nata la nostra pulsione verso le stelle. Cammineremo sulla Luna e saliremo a bordo dell’ISS, per scoprire come vivono gli astronauti e come funziona una stazione spaziale. Cercheremo l’acqua, non solo su Marte ma anche nelle profondità delle lune ghiacciate di Giove. Scopriremo perché sul pianeta rosso il suono funziona in modo diverso, come mai il terreno lunare è tanto prezioso e perché Venere, così vicino a noi, è decisamente inospitale. Con il tono divulgativo che contraddistingue la pagina Facebook omonima, Nuovi Mondi ci racconta le nuove frontiere dell’astronomia, passando dal sonno criogenico ai paradossi temporali, dal turismo spaziale di Elon Musk ai grandi ostacoli che si frappongono tra noi e il prossimo sistema solare. Un viaggio oltre le stelle alla ricerca di quei nuovi mondi che ci permetteranno di avere una visione più chiara del nostro ruolo nell’universo.

La meccanica quantistica è una teoria affascinante e concettualmente ricca, ancora argomento di discussione tra i fisici. Se non c’è accordo sulla sua portata filosofica, è però senz’altro possibile imparare a fare meccanica quantistica, e insegnarlo è lo scopo di questo libro. "Introduzione alla meccanica quantistica" è un’opera divisa in due parti: la prima copre la teoria di base, mentre la seconda contiene un arsenale di schemi di approssimazione, con applicazioni illustrative. È una teoria tecnicamente impegnativa e le soluzioni esatte sono rare, perciò è essenziale sviluppare strumenti adatti ad affrontare problemi realistici, quelli che si incontrano fuori dai libri di testo. Gli autori hanno messo in primo piano i problemi rispetto agli esempi svolti (che pure ci sono), perché è fondamentale fare esercizi da soli. Nei problemi è segnalato il grado di difficoltà, con i più semplici alla fine dei paragrafi rilevanti e i più complessi proposti a fine capitolo. Lo strumento più prezioso di cui dispone chi fa fisica è la matematica, tuttavia per studiare questo libro non sono necessarie conoscenze matematiche di livello avanzato. In questa seconda edizione italiana c’è un capitolo nuovo su Simmetrie e leggi di conservazione, molti esercizi ed esempi sono stati aggiornati ed è aumentato il numero dei problemi numerici che richiedono l’uso di un computer. La Postfazione, infine, apre a quelle domande quasi-filosofiche che la meccanica quantistica da sempre sollecita.

Questo è un libro dedicato a tutti gli appassionati di scienza. Gli autori portano il lettore per mano ad alzare lo sguardo verso il cielo, a visitare lo spazio attorno a noi fino ai confini dell’Universo, percorrendo il viaggio dalle usuali dimensioni quotidiane fino a quelle della cosmologia. L’astrofisica viene presentata in modo comprensibile ma non superficiale; le conoscenze richieste sono quelle normalmente acquisite nella scuola media superiore. Il lettore viene messo in grado di capire come le leggi fisiche, applicate ai fenomeni celesti, conducano alla moderna cosmologia. Si scoprono così aspetti affascinanti della natura, come le onde luminose, i buchi neri, la massa e l’energia oscura, le onde gravitazionali, la relatività del tempo, le supernove, la gravitazione di Newton e la relatività di Galileo e Einstein; arrivando a comprendere quanto la visione del mondo macroscopico e microscopico siano intimamente legati. Il libro è corredato da illustrazioni e schemi di approfondimento che ne fanno un esempio di come la didattica della scienza possa costituire una disciplina a sé.

La fusione nucleare sarà la chiave per produrre energia pulita in abbondanza e sconfiggere il riscaldamento globale? Dopo più di settant’anni di ricerche, non disponiamo ancora di un reattore a fusione efficiente, eppure negli ultimi anni la tecnologia ha fatto passi da gigante e si sono moltiplicate le promesse di una svolta storica imminente. Nascono anche numerose notizie fuorvianti o false e così il sogno della fusione nucleare prende sempre più la forma del mito. Il libro guida verso la comprensione dell’energia nucleare svelando i segreti dei più promettenti progetti di fusione, inclusa la tanto discussa fusione fredda. Non solo per scoprire i vantaggi della fusione, ma per capirne anche i limiti e le problematiche, come la produzione di scorie radioattive e la scarsità del combustibile nucleare. Una lettura per chi vuole sviluppare e basare il proprio senso critico su fatti scientifici.

Appena dopo il Bing Bang, Primo il protone si ritrova accanto a Priscilla ed è amore a prima vista. «Non potrei usare il solito cliché del “lei era diversa delle altre”, difficile che una particella subatomica si distingua così tanto dalle sue simili» ci racconta lui stesso nelle pagine di questo libro, «però capii subito che era quella giusta. Che non aveva senso cercare altro». Ma l’universo si espande in fretta e i due molto presto si perdono. Inizia così per Primo un lungo viaggio attraverso gli eventi chiave della storia cosmica: diventerà parte di un atomo, quindi di una stella che esplode come supernova, per arrivare infine su un pianeta abitato dove sarà parte di un oceano, poi di piante carnivore, anellidi, narvali, cactus, salamandre, zanzare, fino all’essere umano. Ma anche attraverso i millenni e le distanze siderali, Primo non dimenticherà mai Priscilla: la cercherà ovunque, le scriverà appassionate lettere d’amore coltivando sempre la speranza di ritrovarla e le racconterà con stupore, meraviglia e a volte timore ciò a cui assiste. Riuscirà alla fine a ricongiungersi a lei? Con il taglio ironico che è proprio di “Chi ha paura del buio?”, progetto di divulgazione seguito da centinaia di migliaia di appassionati di astrofisica, Filippo Bonaventura racconta i momenti salienti della storia dell’universo, dal Big Bang a Homo Sapiens (quattordici miliardi di anni distillati in sole 272 pagine!), in un libro tanto divertente quanto impeccabile nei riferimenti scientifici.

Da sempre misuriamo il mondo. Per conoscerlo ed esplorarlo, per viverci, per interagire con i nostri simili. L’umanità misura per conoscere il passato, comprendere il presente, progettare il futuro. Ci sono voluti però millenni perché due rivoluzioni, quella scientifica iniziata con Galileo e quella francese, avviassero il percorso per rendere il sistema di misura condiviso e non più basato su deperibili artefatti umani, ma su elementi invariabili e universali della natura. Un cammino poco noto che è però una delle principali conquiste scientifiche e sociali dell’era moderna. Oggi con solo sette unità di misura fondamentali – metro, secondo, chilogrammo, kelvin, ampere, mole e candela – misuriamo e cerchiamo di comprendere la complessità e le meraviglie della natura, dal microcosmo delle particelle elementari ai confini dell’universo. Queste unità fondamentali sono protagoniste di sette affascinanti racconti che, insieme ai grandi della scienza e a tanti inaspettati personaggi, conducono il lettore in un viaggio alla scoperta della fisica – da Galileo a Einstein, dalla meccanica di Newton alla quantistica – e di come la scienza aiuti a costruire un futuro sostenibile e rispettoso dell’ambiente. Con un finale a sorpresa.