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PLS¹⁸ - I colloquia

I colloquia sono delle presentazioni, fatte da Fisici del Dipartimento di Fisica e Geologia. Le presentazioni sono seguite da sessioni di approfondimento, dedicate alla discussione di aspetti particolari non diffusamente trattati durante la presentazione. Lo scopo dei colloquia è quello di fornire agli insegnanti gli strumenti necessari alla preparazione di una o più lezioni per i propri studenti. La durata complessiova di un colloquium è di due ore: un'ora per la presentazione ed una per la discussione.

Colloquia proposti La lista dei titoli è in aggiornamento continuo.

La luce, onde e/o corpuscoli

In questo seminario si intende ripercorrere l'itinerario di comprensione e descrizione scientifica della luce, a cavallo tra ottocento e novecento, con enfasi sul dualismo onda-particella e sul concetto di fotone. Il seminario sarà complementato da semplici esperimenti che illustreranno alcune proprietà della luce, come la diffrazione e l'interferenza.

La fisica dei buchi neri

I buchi neri emergono come soluzioni delle equazioni della relatività generale di Einstein e hanno molte caratteristiche generali, come una singolarità ed un orizzonte degli eventi. I buchi neri però possono anche ruotare su se stessi e, attraverso un processo detto di Penrose, è possibile estrarre da essi energia rotazionale. La rivelazione diretta delle onde gravitazionali emesse da buchi neri e da stelle di neutroni coalescenti ha dato informazioni molto importanti su queste proprietà fisiche dei buchi neri.

Sorgenti astrofisiche superluminali e relatività speciale

Tra i tanti fenomeno bizzarri che si possono osservare nell’universo, uno dei più famosi è quello delle sorgenti superluminali. Ci sono diversi oggetti, quasar, sorgenti superluminali galattiche e gamma-ray burst, che sembrano essere in grado di accelerare un’enorme quantità di massa a velocità superiori a quella della luce (da qui il nome superluminale). In effetti non stiamo assistendo a nessuna violazione della teoria della relatività di Einstein, ma solo a una serie di effetti relativistici dovuti al fatto che la sorgente che emette radiazione si muove a velocità prossima a quella della luce rispetto ad un osservatore che si trova sulla Terra. La possibilità di poter osservare questo fenomeno nei quasar fu predetto da Martin Rees nel 1966 e realmente osservato nel 1971. Nel corso del seminario oltre a ripercorrere le tappe fondamentali dell scoperta e presentare come si pensi che i quasar possano accelerare materiale si prenderà spunto da questo per presentare e spiegare altri altrettanto importati effetti che si osservano quando sorgenti estese si muovono a velocità prossime a quella della luce.

Diffrazione di raggi X dalla materia condensata

Il seminario inizierà con una descrizione qualitativa ed un inquadramento storico della diffrazione di raggi X, dalla scoperta ed interpretazione del fenomeno da parte di von Laue e Bragg, fino alla celebre risoluzione della struttura a doppia elica del DNA da parte di Franklin, Watson e Crick. In seguito, dopo un richiamo ai prerequisiti matematici necessari, verrà illustrata la trattazione quantitativa proposta da Bragg e sarà confrontata brevemente con l'interpretazione di von Laue. Si concluderà infine illustrando il ruolo e l'importanza della diffrazione di raggi X nella scienza odierna.

La musica delle onde gravitazionali, una nuova finestra sull'Universo!

A 100 anni esatti dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein, del 1915, è giunta la prima verifica sperimentale diretta dell'esistenza delle onde gravitazionali. Alla prima osservazione nel 2015 se ne sono aggiunte altre nel 2017 di portata ancora maggiore. Questo evento, non solo ha coronato 20 anni di sforzi tecnico-scientifici degli scienziati ai limiti del possibile, ma ha segnato l'inizio di una nuova era dell'astrofisica ed aperto una nuova finestra sull'Universo. Accanto ai metodi tradizionali di osservazione basati sul rilevamento delle onde elettromagnetiche nei vari spettri: visibile, radio e micro-onde, i segnali gravitazionali potranno gettare luce su molti misteri, dall'espansione dell'universo, alla formazione degli elementi, all'esistenza della materia oscura. Questo seminario tratterà le recenti scoperte in un quadro generale con qualche accenno agli aspetti teorici e sperimentali.