Fisica

Le favole di fisica invitano a imparare divertendosi. Ma non nascono per gioco: i quarantadue problemi qui raccolti sono il frutto d'una lunga prassi didattica, nella quale l'apprendimento inizia con l'esercizio e non con l'esposizione teorica. Ogni problema ha la forma di un breve racconto , il cui protagonista è un personaggio famoso come Annibale o Gugliemo Tell, oppure inventato, come il pasticciere siracusano Gustavo La Panna, o il mercante giapponese Pago-Poko. Particolare cura è stata dedicata alle soluzioni, che esplicano ogni formula, non tralasciano i passaggi intermedi ed espongono , quand'è utile, il ragionamento in forma discorsiva e non solo simbolica. Il volume copre gli argomenti di meccanica (cinematica, dinamica, fuidi, lavoro e energia) e si chiude con un omaggio scherzoso alla nostra tradizione. A ogni lettore, studente, insegnante o semplice curioso, auguriamo buon divertimento.

Sostanza e Funzione (1910) è senz’altro il «testo chiave dell’intera opera di Cassirer», non soltanto degli scritti più direttamente rivolti a temi epistemologici, che sono oggetto dell’indagine dell’opera del 1910, ma anche delle opere successive come la Filosofia delle forme simboliche e più in generale la filosofia della cultura alla quale approderà Cassirer, soprattutto a partire dagli anni venti del Novecento, che richiederanno l’individuazione di differenti strumenti euristici, per dar conto di ambiti culturali non riconducibili a problematiche epistemologiche, come il mito, il linguaggio eccetera. Sostanza e Funzione non si limita, però, ad essere l’opera fondamentale per chiunque voglia avvicinarsi al pensiero di Cassirer, essa infatti si può inserire autorevolmente nell’attuale dibattito epistemologico. È innegabile che, per quanto riguarda i contenuti, l’opera è inevitabilmente invecchiata e Cassirer stesso seguirà con attenzione gli ulteriori sviluppi della scienza, dal punto di vista epistemologico, però, essa conserva piena attualità, proprio per la sua proposta funzionalistica.

Questo libro è un racconto sulla natura del tempo e del suo mutevole significato nella storia della scienza e del pensiero filosofico. La visione della fisica classica, che considerava spazio e tempo come grandezze assolute, è stata scardinata prima dalla teoria della relatività di Einstein, poi dalla fisica quantistica di Heisenberg e Born, infine dalla scoperta dei buchi neri e delle forze oscure che “agitano” la materia. Nella meccanica quantistica, il tempo è solo una relazione tra lo sperimentatore e l’esperimento in atto. In filosofia, da “immagine mobile dell’eternità” in Platone, diventa “forma del senso interno” in Kant ed “eterno ritorno” in Nietzsche. Come può il pensiero dell’uomo ragionare su questa moltitudine di concetti (o visioni), a volte collegati tra loro, spesso distinti e contrapposti? In questo libro il contenuto scientifico-filosofico - grazie anche alle domande incalzanti di un bambino pieno di curiosità, quasi puer eracliteo - è declinato in forma narrativa, a volte affabulatoria. Una ricerca sull’enigma del tempo, la coscienza dell’uomo che lo abita e le sbalorditive scoperte della fisica recente, ultima metafisica nell’interpretazione dell’universo.

Il codice binario sembra alla base di tutto, l'universo funziona come un computer quantistico e la realtà può essere la sua applicazione... Dove confluiscono i pensieri? Esistono dimensioni extracorporee? A queste domande cercheremo nell'opera di dare una trattazione scientifica, grazie alla fisica e alle nuove scoperte, scopriremo come tutto è interconnesso...

"Basi di meccanica quantistica" è un manuale che, con il tono discorsivo e accogliente di un romanzo, accompagna lettrici e lettori in un viaggio che procede per livelli di difficoltà: i limiti della fisica classica, la costante di Planck e l'energia, le leggi del caso, la struttura della materia, la meccanica ondulatoria. Il formalismo è elementare, il che rende questo testo particolarmente adatto sia per i docenti della scuola superiore che gli studenti interessati all'approfondimento della fisica moderna. Grazie ai numerosi approfondimenti è anche indicato per i corsi universitari non formali.  All'interno del libro sono presenti degli approfondimenti per ciascun capitolo, raggiungibili tramite scansione di QRcode per l'edizione cartacea e tramite appositi link per quella digitale.

L'universo osservabile ha quasi quattordici miliardi di anni ed è popolato da misteriose ed elusive particelle che, come fantasmi, attraversano agevolmente enormi spessori di materia: sono i neutrini. Sulla Terra, ad esempio, una superficie pari a quella della punta di un dito è attraversata ogni secondo, giorno e notte, da oltre sessanta miliardi di neutrini provenienti dal Sole. Sono privi di carica elettrica, hanno masse talmente piccole che i fisici ancora stentano a misurare e a spiegare, eppure recenti scoperte sembrano indicare che siano responsabili della scomparsa, subito dopo il Big Bang, dell'antimateria, dando così forma al nostro universo. Molto rimane ancora da sapere sulle loro caratteristiche, che preludono a una nuova fisica oltre il Modello standard delle particelle elementari. Il volume, in una edizione rivista e aggiornata, conduce in un affascinante viaggio tra ghiacci polari, profondità marine e laboratori sotterranei per conoscere gli esperimenti di ultima generazione che cercano di carpirne i segreti.

È vero, siamo circondati da scienziati influencer, proliferano divulgatori e libri di scienza: era proprio necessario parlare ancora una volta di fisica? Sì! Innanzitutto c’è bisogno di una divulgazione leggera ma insieme rigorosa che restituisca, della materia, una visione globale, completa e coerente. Ma, soprattutto, la fisica, le sue leggi, il suo linguaggio sono, insieme a tutte le scienze, strumento indispensabile per essere cittadini oggi. Questo libro è un viaggio attraverso 5 aree tematiche: la fisica quotidiana, la fisica dei giochi, la fisica dei fisici, la fisica del fantastico e la fisica del clima. Ognuna con 5 mini lezioni, che ci portano dalla comprensione intima delle più elementari grandezze fisiche, attraverso le meraviglie della fisica moderna, sino ad affrontare il problema dell’emergenza climatica.

L'esperienza descritta è finalizzata alla determinazione del calore specifico dell'acciaio e del calore latente di fusione del ghiaccio, mediante l'utilizzo del calorimetro delle mescolanze. In relazione alle pesate, si è preferito riferirsi alla bilancia di precisione meccanica anziché alla sua controparte elettronica, illustrandone i princìpi di funzionamento. In alternativa all'approccio classico, si effettua una nuova formulazione in termini di variabili statisticamente indipendenti, verificando infine che anche nella formulazione classica le variabili possono considerarsi, con buona approssimazione, statisticamente indipendenti. Particolare attenzione viene rivolta alla definizione dell'equilibrio termico dell'ambiente calorimetrico recante l'oggetto di misura, nel caso ideale e reale, corrispondente all'assenza o alla presenza, rispettivamente, di perdita o acquisizione di calore in relazione all'ambiente esterno.

La visita a una mostra diventa per Paolo, un giovane studioso, l’occasione per spiegare all’amica Francesca i concetti fondamentali della fisica. Prendendo spunto dalle opere di alcuni fra i più grandi artisti di ogni tempo, il protagonista affronta, capitolo dopo capitolo e quadro dopo quadro, argomenti come il moto, l’energia e le sue trasformazioni, la struttura della materia, le interazioni tra le particelle, la natura della luce e l’elettromagnetismo, la teoria della relatività, ripercorrendo di fatto l’intera storia della disciplina. Una particolare attenzione è riservata al metodo scientifico e agli aspetti filosofici della fisica: dal determinismo e dalla visione meccanicistica dell’universo agli interrogativi sollevati dalla meccanica quantistica, dalle possibilità e dai limiti dei modelli interpretativi all’uso del formalismo matematico, dalle ricadute tecnologiche che hanno trasformato la civiltà al rapporto fra scienziati e società. Il libro si rivolge a quei lettori a cui la fisica appare una disciplina fredda e arida, perché non ne hanno mai potuto cogliere il ricco contenuto culturale e umano, in realtà non diverso da quello dell’arte. Fisica e arte hanno infatti una stessa, meravigliosa origine: il desiderio dell’uomo di capire il suo molteplice mondo.

Dal buio del Big Bang ai colori dell'arcobaleno, dalle radiazioni invisibili che abitano il cosmo fino ai buchi neri: questa Storia della luce è un viaggio nello spazio e nel tempo lungo il cammino che la luce ha fatto dalla sua prima apparizione nell’universo fino a illuminare questo libro. Giulia Fabriani ci conduce fotone dopo fotone in un percorso fatto di onde e raggi X, comete ed eclissi, accompagnata dagli scienziati e dalle scienziate che hanno studiato la natura della luce, e dalle loro intuizioni e scoperte: come quella della CMB, l’ultima eco registrabile del Big Bang, individuata per caso da Arno Penzias e Robert Wilson, che in principio la ritenevano un'interferenza causata da una famiglia di piccioni; o quella delle stelle pulsar fatta dall’astrofisica Jocelyn Bell, che inizialmente le scambiò per un segnale alieno; o, ancora, le osservazioni offerteci dal telescopio spaziale James Webb, capace di catturare ciò che altrimenti ci sarebbe impossibile vedere, come l’infrarosso. Un pellegrinaggio scientifico tra curiosità e questioni di tutti i giorni che sconfina nei territori della storia e della cultura, rivelandoci per esempio che gli antichi egizi facevano coincidere la nascita del mondo con la creazione della luce a opera del dio Atum; o che una delle più antiche eclissi di cui si ha conoscenza è stata fissata in versi nell’Odissea. Con un approccio rigoroso e divulgativo al tempo stesso, Giulia Fabriani ci invita a contemplare con occhi nuovi l’invisibile energia che rende tutto visibile attorno a noi; e a stupirci ancora una volta di come, grazie a quel chiarore, l’ombra non ci abbia ingoiato.

Questo libro descrive in modo non banale il Modello Standard che è composto da 17 particelle fondamentali. Solo due di questi – l’elettrone e il fotone – sarebbero familiari a chiunque da 100 anni. Si dividono in due gruppi: i fermioni ed i bosoni. I fermioni sono gli elementi costitutivi della materia. Ci sono 12 fermioni, divisi in sei quark e sei leptoni. Delle particelle familiari che compongono l'atomo, l'elettrone è un leptone. Tuttavia, protoni e neutroni non fanno parte del Modello Standard perché sono particelle più grandi composte da quark. Tutte le particelle più grandi e tutta la materia sono costituite solo da quark e leptoni. Nel frattempo, solo cinque bosoni sono responsabili di tutte le interazioni tra la materia. Portano tre delle quattro forze fondamentali in natura: la forza forte, la forza debole e l'elettromagnetismo. La forza forte è trasportata dal gluone, che tiene insieme i quark per creare protoni, neutroni e particelle di grandi dimensioni più esotiche. La forza debole provoca il decadimento radioattivo grazie ai bosoni W e Z. Infine, la forza elettromagnetica è trasportata dal fotone.