F.Riggi, Corso presso l’ITIS Cannizzaro, Catania, 6 Marzo 2009

1. Dal Microcosmo al Macrocosmo Viaggio attraverso le potenze di 10 F.Riggi, Corso presso l’ITIS Cannizzaro, Catania, 6 Marzo 2009

2. Di che cosa è fatto il mondo e cosa lo tiene insieme? Rodin, Il pensatore

3. La dottrina dei 4 elementi

4. Il mondo ci appare sotto una incredibile varietà di forme

5. Il mondo ci appare sotto una incredibile varietà di forme

6. Il mondo ci appare sotto una incredibile varietà di forme

7. Il mondo ci appare sotto una incredibile varietà di forme

8. Il mondo è fatto di atomi! (circa 100 specie diverse) Mendeleev, 1869

9. Il mondo è fatto realmente di atomi indivisibili? L’esperimento di Rutherford, primi anni del 1900

10. Il mondo è fatto realmente di atomi indivisibili?

11. Il mondo è fatto realmente di atomi indivisibili?

12. Il mondo è fatto realmente di atomi indivisibili?

13. La struttura dell’atomo L’atomo è quasi interamente vuoto. Solo una piccola zona al suo centro è occupato dal nucleo. Attorno ad esso si muovono gli elettroni.

14. Allora il mondo è fatto di nuclei ed elettroni...

15. Ma il nucleo atomico ha una sua struttura! Costituito da protoni e neutroni

16. Le particelle elementari intorno al 1930 Adesso ho capito: il mondo è fatto di protoni, neutroni ed elettroni...

17. Esistono altre particelle in natura?

18. Esistono altre particelle in natura? Oh YES!

19. Esistono altre particelle in natura? Particelle osservate dapprima in natura e poi prodotte artificialmente: Esempio: muoni (osservati nei raggi cosmici)

20. Esistono altre particelle in natura? Particelle osservate dapprima in natura e poi prodotte artificialmente: Esempio: muoni (osservati nei raggi cosmici) Particelle prodotte dapprima artificialmente e poi osservate in natura Esempio: pioni (prodotti mediante acceleratori)

21. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

22. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Muoni Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

23. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Neutrini Muoni Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

24. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Kaoni Neutrini Muoni Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

25. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Eta Kaoni Neutrini Muoni Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

26. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Lambda Eta Kaoni Neutrini Muoni Pioni Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

27. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Lambda Eta Kaoni Neutrini Muoni Pioni Xi Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

28. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Lambda Eta Kaoni Neutrini Muoni Omega Pioni Xi Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

29. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Lambda Eta Kaoni Neutrini Rho Muoni Omega Pioni Xi Oltre 100 particelle prodotte artificialmente...

30. La giungla delle particelle Dagli anni ‘50 in poi….. Lambda Eta Kaoni Neutrini Rho Muoni Omega Pioni Xi ….. …. …. Oltre 100 particelle prodotte artificialmente... ….

31. E inoltre quella delle antiparticelle... Lambda Eta Kaoni Neutrini Rho Muoni Omega Pioni Xi ….. …. …. Ogni particella ha la sua antiparticella! ….

32. Sono tutte realmente elementari?

33. Mi chiedo di cosa sia fatto il mondo….

34. Il mondo è fatto di quarks?

35. Le combinazioni di quarks rendono ragione della materia ordinaria. Ma essi non esistono allo stato libero, rimanendo sempre confinati nella struttura delle particelle che essi costituiscono.

36. Le particelle elementari nel modello standard 6 quarks 6 leptoni 4 portatori di forza

37. Le 4 forze fondamentali Gravità Elettromagnetismo Forza forte Forza debole Ma forse sono aspetti diversi di un’unica forza

38. Una ricetta per il mondo...

39. Il Modello Standard lascia comunque aperti molti problemi:

40. I problemi aperti I raggi cosmici di altissima energia

41. I problemi aperti Il deconfinamento dei quarks e gluoni

42. I problemi aperti L’eventuale esistenza di un’ulteriore particella: il bosone di Higgs, prevista dal modello ma finora non osservata

43. I problemi aperti L’unificazione delle forze

44. I problemi aperti Le oscillazioni del neutrino

45. I problemi aperti Il ruolo della materia e dell’antimateria nell’Universo

46. I problemi aperti La materia oscura

47. Questi problemi riguardano allo stesso tempo la comprensione della struttura della materia attuale ma anche le prime fasi evolutive dell’Universo

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

49. Alcuni fatti salienti dopo il Big Bang: T = 0 ? T  0,000001 secondi: formazione protoni e neutroni T  3 minuti: formazione dei primi nuclei T 300.000 anni: formazione dei primi atomi T  1 miliardo di anni: formazione delle galassie T  15 miliardi di anni: formazione del Sole

50. Energia e tempo Per avere informazioni su ciò che è successo in un intervallo di tempo sempre più piccolo occorre impiegare energie sempre più grandi Qual è la massima energia impiegabile in linea di principio? L’energia stessa di tutto l’Universo