I SEMINARI DI FISICA DELL’INFN
EDIZIONE 2016

La mattina del 20 gennaio si è svolto il primo incontro del quarto ciclo di seminari che la sezione di Napoli dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare dedica annualmente alle scuole superiori.
Tutti i seminari si svolgeranno nello Spazio Eventi di Città della Scienza e si protrarranno fino al prossimo maggio.
Nel calendario allegato sono riportati i nomi dei relatori, le date di svolgimento e le descrizioni di tutti i seminari in programma.

Sul sito Web dell’INFN sono disponibili i materiali di approfondimento dei seminari.

Programma seminari per le scuole superiori che si terranno a Città della Scienza dalle 10:30 alle 12:00.
La partecipazione ai seminari è libera previa prenotazione.
Per informazioni e prenotazioni: Contact Centre, 081.7352220-222-258-259

Titolo: La massa
Relatore: Prof. Pietro Santorelli (Università degli Studi di Napoli Federico II)
Data 23 marzo 2016
Sommario
La massa è una grandezza fisica la cui natura è ancora oggi oggetto di ricerca. Il concetto di massa fu introdotto per la prima volta da Newton nel 1687 e nella meccanica classica il termine è stato usato per indicare due grandezze fisiche, in principio differenti, la massa inerziale e quella gravitazionale. Numerosi esperimenti hanno confermato con grande precisione che le due grandezze fisiche sono equivalenti. Nella teoria della relatività ristretta il concetto di massa è andato modificandosi con l’introduzione della massa relativistica. A livello subatomico, invece, la massa di una particella elementare è il risultato di un meccanismo, il meccanismo di Higgs, strettamente legato all’esistenza di una particella scoperta solo recentemente: il bosone di Higgs.

INFNapoli

Titolo: Misteri e Stranezze del neutrino
Relatore: Dr. Pasquale Migliozzi (Istituto Nazione Fisica Nucleare – Napoli)
Data 6 aprile 2016
Sommario
L’esistenza di una particella neutra di massa infinitesimale fu ipotizzata da Wolfgang Pauli nel 1930, come “rimedio disperato” per spiegare le caratteristiche della radiazione beta. Si devono poi ad Enrico Fermi l’elaborazione della prima teoria del neutrino e l’attribuzione del suo nome.
La prima rivelazione di un neutrino risale al 1956, quando Clyde Cowan e Frederick Reines riuscirono a catturare alcuni antineutrini prodotti da un reattore nucleare.
Da allora la nostra conoscenza del neutrino si è via via arricchita di nuovi fatti e soprattutto di “misteri” associati alla sua particolare natura ed al ruolo primario che ricopre nel nostro Universo.
Oggi si conoscono tre tipi di neutrino, detti elettronico, muonico e tauonico, i quali sembrano poter liberamente “trasformarsi” l’uno nell’altro secondo il meccanismo di “oscillazione” originariamente proposto da Bruno Pontecorvo. Questa scoperta costituisce la prima evidenza di fisica non descritta dal Modello Standard.
Recentemente la ricerca si è concentrata sullo studio dei neutrini di altissima energia emessi da oggetti distanti miliardi di anni luce dalla Terra. Quest’approccio, complementare a quello degli esperimenti agli acceleratori, permetterà di “studiare” l’Universo com’era qualche miliardo di anni dopo il Big Bang.

Titolo: La fisica degli acceleratori: dal sogno di Rutherford alla vita di tutti i giorni
Relatore: Dr. Maria Rosaria Masullo (Istituto Nazione Fisica Nucleare – Napoli)
Data 20 aprile 2016
Sommario
Era il 1911 quando Ernest Rutherford realizzò il suo esperimento bombardando con particelle alfa, provenienti dal decadimento naturale di materiale radioattivo, sottili lamine d’oro: era l’inizio della fisica moderna, la scoperta del protone, della struttura interna dell’atomo e l’ipotesi di un nuovo modello atomico. Nel 1927, durante il suo discorso alla Royal Society, Rutherford dichiara che: avendo a disposizione fasci di elettroni o di atomi di energia molto più elevata di quella allora disponibile in laboratorio si potrebbe “open up an extraordinary new field of investigation….” (un nuovo straordinario campo di investigazione !!!) .
Molti progressi sono stati fatti in meno di ottant’anni, l’energia dei fasci disponibile si è moltiplicata di mille miliardi, sviluppando macchine lineari e circolari: gli acceleratori sono diventati raffinate macchine per lo studio dei costituenti più piccoli della materia. Tali macchine possono portare fasci di particelle (elettroni, positroni, protoni, ioni, ….) ad energie molto elevate, facendole poi colpire un bersaglio fisso, formato da atomi di un dato elemento, o scontrare fra di loro. In tal modo si possono creare nuove particelle e ricavare informazioni importanti sulla forma del “bersaglio” e sul tipo di interazione, a partire dalla traiettoria e dall’energia dei prodotti della collisione.
La storia dello sviluppo degli acceleratori passa per l’Italia, dove alla fine degli anni ’50, nei laboratori di Frascati, si inizia a lavorare all’idea di un acceleratore circolare in cui due fasci di particelle di carica opposta (elettrone e positrone) potessero circolare, uno in senso opposto all’altro, e scontrarsi (collisore). Era il 1961 quando Bruno Touschek realizzò in circa un anno il primo “collisore” funzionante, si chiamava ADA. L’era dei collisori aprì nuovi ambiti di ricerca per raggiungere energie più elevate.
Dalla fisica dei laboratori di particelle, gli acceleratori hanno fatto molta strada e sono oggi “al lavoro” negli ospedali, nelle industrie, tra chi si occupa di beni culturali, e raggiungono svariati settori, dall’elettronica, allo studio della struttura delle proteine e lo sviluppo di materiali innovativi. Gli acceleratori nel mondo sono oltre 15.000, ma nei laboratori di ricerca ce ne sono appena un centinaio!
La ricerca per lo sviluppo degli acceleratori non si è però fermata. Oltre alla fisica nucleare e subnucleare per la quale essi sono nati, i nuovi campi di applicazione richiedono sia tecnologie sofisticate, che fasci di caratteristiche particolari.
Da proiettili per rompere gli atomi, le particelle accelerate sono oggi strumenti complessi ed affidabili per applicazioni nei campi più diversi della vita quotidiana. (Forse anche voi avete in casa un acceleratore: un vecchio televisore a tubi catodici…..!)

Titolo: La Fisica delle Particelle Elementari
Relatore: Prof. Giulia Ricciardi (Università degli Studi di Napoli Federico II)
Data 4 maggio 2016
Sommario
Attraverso lo studio delle particelle elementari si cerca di raggiungere la massima semplicità nella descrizione e comprensione della diversità osservata nell’universo. Negli anni, l’elenco delle particelle e delle forze ritenute fondamentali ha subito continui cambiamenti man mano che indagini sempre più approfondite della materia e delle sue interazioni rivelavano atomi entro le molecole, nuclei ed elettroni entro gli atomi, nucleoni all’interno del nucleo, quark e gluoni entro il nucleone, e altre particelle elementari. Quest’anno, il Nobel per la Fisica, conferito a François Englert e Peter Higgs, ha premiato la predizione, fatta insieme a Robert Brout (morto nel 2011), di un tassello mancante nell’attuale quadro delle particelle elementari, il bosone che porta il loro nome, scoperto nel 2012 al CERN. In questo seminario si discuterà di tale bosone, e in generale del ruolo che giocano nel nostro universo le particelle che lo compongono, delle nostre attuali conoscenze, riassunte nel cosiddetto Modello Standard, e del futuro della ricerca nelle particelle elementari.

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