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venerdì 21 agosto 2015

Il Mistero di Leonardo

Anche se Mindalert si occupa solitamente di notizie che hanno poca o alcuna diffusione sui media generalisti, usulmente gli argomenti trattati sono attinenti alle scienze fisiche e astronomiche e tutt'al  più ai misteri che ci offre il nostro mondo. Oggi in leggera controtendenza, vorremmo "amplificare" una notizia riportata da alcuni media internazionali,  ma non trattata da quelli italiani. La cosa, a chi scrive, lascia impietrito, in quanto tratta uno degli elementi distintivi dell'arte italiana nel mondo, la gioconda di Leonardo da Vinci!
I media internazionali , in questi giorni, riportano la notizia di una scoperta eccezionale:  è finalmente stato svelato il motivo del famoso e  misterioso sorriso della Gioconda. Non solo la Gioconda è stata protagonista di questo studio scientifico , ma anche "la bella principessa" , sempre di Leonardo da Vinci e " ritratto di donna"  di fine '400 di Piero del Pollaiuolo.
L'oggetto del " contendere" è il misterioso sorriso che sembrano mostrare questi ritratti . Infatti, queste opere d'arte, se guardate in maniera diretta e  sulle labbra , sembrano non sorridere affatto, ma non appensa ci si concentra su altri particolari o sulla figura di insieme del ritratto , come per magia gli angoli delle labbra che prima sembravano andare verso il basso, vanno all'insù e i personaggi ritratti sembrano mostrare , un sorriso via via diverso in base all'angolo di visuale in cui si trova l'osservatore.  È stato scoperto quindi che solo con la visiona periferica questi sorrisi sono ossrrvabili e tutto ciò è conseguenza del fatto che Leonardo ha utilizzato una tecnica pittorica , denominata sfumato, che ha consentito all'autore di "giocare" con effetti di luci ed ombre , tali da generare tal effetto.
 Lo studio, condotto da  Alessandro Soranzo e Michelle Newberry della Sheffield Hallam University , è stato fatto con delle riproduzioni dei quadri sopra dscritti, riproduzioni che avevano subito delle alterazioni digitali, per valutare in che zone le sfocature del quadro generavano questo effetto di "sorriso sfuggente" . Le varie stampe sono state sottoposte a dei soggetti che hanno riportato le loro impressioni su una scheda valutativa.

giovedì 20 agosto 2015

La Natura del Tempo



Secondo Tom O'Brian , cronometrista ufficiale dell'America presso il National Institute of Standards and Technology, il tempo è un ottimo costrutto umano ed è il metodo migliore per mettere un ordine in questo universo così affascinante.
O'Brian, lo potremmo definire "l'uomo del tempo", infatti è la persona incaricata di verificare e controllare il funzionamento dell'orologio atomico più preciso al mondo, il Master Clock America. Utilizzando le oscillazioni di un atomo di cesio , questo orologio , riesce ad avere una precisione quasi perfetta, probabilmente, secondo O'Brian, se questo orologio avesse cominciato a funzionare al tempo dei dinosauri( 60 milioni di anni fa) oggi , non avrebbe accumulato neanche un secondo di errore!!
Atomi di stronzio che galleggiano nel centro di questa foto sono il cuore di orologio più preciso del mondo.  L'orologio è così preciso che possa rilevare piccoli cambiamenti nel flusso del tempo stesso.
Ma esiste un orologio ancora più preciso di quello di O'Brian, è si trova nell'università del Colorado, in questo caso vengono utilizzate le oscillazioni di un atomo di stronzio, velocissimo nel suo vibrare , imbrigliato in un retilo laser, a guardarlo tutto sembra al di fuori di un orologio! Questo orologio, sviluppato in collaborazione con ricercatori  spagnoli, potrebbe rimanere preciso in un tempo di 5 miliardi di anni e perfezionandolo ancora un pò, si potrebbe arrivare ad avere un orologio che siua in grado di non perdere
un secondo neanche in tutta la storia dell'universo(15 miliardi di anni)!!

In realtà questo estremo bisogno di precisione , da solo l'idea di quanto il significato del tempo sia ancora da comprendere, il tempo in realtà,come noto, ha uno "scorrere"  che cambia in base al luogo dove ci troviamo e sopratutto in base alle forze a cui siamo sottoposti. Per gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale, ad esempio, lo  scorrere del tempo, è un pò più veloce di quello al livello del mare, che a sua volta scorre più velocemente del tempo nelle profondità delle fosse oceaniche. Potrei azzardare a dire, e dico il vero, che il tempo ai nostri piedi scorre più lentamente che sulla sommità del nostro capo! Tutto questo è una conseguenza del fatto che lo scorrere del tempo dipende dalla gravità, questa dipendenza, postulata nella Relatività di Einstein ,  è assolutamente verificabile oggigiorno. Basti pensare ai satelliti GPS che tutti i giorni
utilizziamo per i nostri navigatori da automobile, bene, solo grazie a calcoli relativistici, il satellite ci restituisce una posizione esatta sul nostro monitor.

Per creare un orologio con tempo assoluto, si è creata quindi la necessità di sviluppare un orologio che tenga conto delle differenze gravitazionali tra i vari orologi atomici.
Orologi cosi precisi , inviati nello spazio, potrebbero essere in grado di misurare differenze nello scorrere del tempo ( dovute a effetti gravitazionali) , così sottili, da poter rivelare la presenza di buchi neri, onde gravitazionali e tutto quanto nell'universo c'è di misterioso ed inesplorato.
Il concetto del tempo è qualcosa che spesso si avvicina di più ad ipotesi filosofiche che scientifiche e probabilmente l'uomo cerca sempre di misurare il tempo con maggiore  precisione proprio perchè non ne ha compreso la vera natura.
Fonti:NPR
         NIST
         

martedì 18 agosto 2015

Warp Drive: Viaggiare più veloce della luce?


Le ultime scoperte sui pianeti extrasolari , hanno risvegliato, ammesso che si sia mai sopito, l'interesse per l'esplorazione extraaplanetaria.
Il professor Geraint Lewis,ricercatore presso l'università di Sydney, ritiene che viaggiare  alla velocità della luce può effettivamente essere una possibilità praticabile.  Lo stesso ha dichiarato che se analizziamo l'equazione che Einstein ci ha lasciato , questa non vieta la possibilità di viaggiare deformando (piegando) l'ordito dello spazio-tempo, al punto di superare di parecchie volte la velocità della luce, e rendere possibile un viaggio interstellare o intergalattico che altrimenti , con le  moderne tecnologie, sarebbe praticamente impossibile. Il problema sorge dal fatto che  per costruire questi motori , bisognerebbe utilizzare materiali che ancora non sono stati scoperti!

Infatti nella costruzione di un motore a curvatura andrebbero utilizzati materiali  con una' densità di energia negativa ': "Non è un materiale che in realtà abbiamo nelle nostre mani, ma ci sono elementi a supporto dell'ipotesi che nell'universo , in realtà, ci siano materiali con  questo tipo di proprietà", secondo Lewis.
 Lo spazio vuoto, ad esempio, ha una densità di energia negativa. Il professor Lewis ha diichiarato che un motore a curvatura significherebbe che l'umanità è in grado di colonizzare l'universo molto velocemente.

Lewis, per dare una sferzata ottimista al suo discorso,  ha ricordato ai giornalisti del National Science Week in Sydney come molte idee scientifiche hanno avuto improvvisi  balzi in "avanti". Basti pensare a come era vista la fisica quantistica 100 anni fa o come sono evolute la relatività e la gravitazione di Newton nel corso degli anni.

domenica 16 agosto 2015

Quantum decoherence


Per capire decoerenza , dovete prima capire la coerenza, il che significa che dovete capire le interferenze, il che significa che dovete capire che cosa fanno le onde.
 La caratteristica principale delle onde è tale da generare una interferenza, due onde possono sommarsi fino a generare qualcosa più forte  o possono annullarsi. Premesso questo, andiamo ad analizzare il dualismo onda-particella alla base della meccanica quantistica e di conseguenza fondamentale ai fini della comprensione della decoerenza quantistica.
L'esperimento della doppia fenditura è la più importante dimostrazione scientifica della dualità onda-particella. Avvine in questo modo: Gli elementi utilizzati sono sostanzialmente tre , una sorgente luminosa, una lastra da posizionare sullo sfondo e tra la sorgente luminosa e la lastra si dispone una barriera opaca con due fenditure parallele di una determinata lunghezza. Un'onda può passare attraverso due fenditure, una particella non può, premesso questo che possiamo vedere in figura (1),
figura1
 diciamo che se noi riduciamo l'emissione luminosa al punto da far partire un solo fotone alla volta ( ma la cosa vale anche per particelle più grandi quali elettroni), notiamo che , come ci si aspetterebbe dalla meccanica classica, le particelle riescono a passare solo attraverso una fenditura ( essendo dei corpuscoli non avrebbe senso passassero contemporaneamente
 da entrambe le fenditure , come invece avviene per un'onda) (figura 2).
figura2
- Bene , facendo passare per le fenditure un fotone (o elettrone) alla volta, essi risultano dapprima diradati e dall'apparente distribuzione caotica, ma, aumentando man mano di numero, vanno a formare le frange di interferenza tipiche del comportamento ondulatorio!( esattamente come se le particelle passassero contemporaneamente tra entrambe le fenditure!!).
Con l'andar del tempo più fotoni(o elettroni) raggiungono lo schermo , più si dispongono creando una figura di interferenza...Ma i fotoni sono particelle!
 Analogo risultato si ottiene anche utilizzando particelle di maggiori dimensioni. Ciò dimostra inequivocabilmente l'esistenza del dualismo onda-corpuscolo, sia della materia sia della radiazione elettromagnetica (citazione Wikipedia)- Introdotto questo concetto complesso ma comprensibile , possiamo quindi affermare che l'onda, in quando continua e non discreta , ha una natura "COERENTE".
E' fondamentale ricordare che qualora si dovessero usare elementi di misurazione , ai fini del valutare attraverso quale fenditura ha attraversato un singolo fotone, la figura di interferenza di cui sopra scompare! Certo questo sembra assurdo , nel pensiero classico ci si basa sul concetto di "realismo locale", che afferma che una particella porta con sé in ogni momento tutte le informazioni necessarie per determinare come si comporta (comporterà) e pensare che solo a seguito di una misurazione la particella cambia il suo
stato, significa che la particella deve andare "indietro nel tempo" e decidere se farà un percorso attraversando una determinata fenditura (quindi si comporterà da particella)  o entrambi (quindi si comporterà da onda).

Che cosa è successo alla coerenza che ha causato il modello sopra descritto ? L'osservazione ha generato una "decoerenza". Questa onda è quindi collassata all'atto della verifica di uno dei probabili stati quantistici, quindi l'interazione con il sistema è stata sufficiente a "rovinare" la coerenza dell'onda, o più semplicemente
le informazioni che abbiamo misurato sulla particella che escludono alcuni dei canali che altrimenti avrebbero partecipato alla coerenza dell'onda (onda è una somma di molte  influenze).


La Decoerenza , quindi, alla luce di quanto abbiamo spiegato, si verifica quando un sistema quantistico interagisce con l'ambiente. Non ci soffermiamo oggi nel descrivere come avviene l'evoluzione della funzione d'onda secondo l'equazione di Schrödinger, ci basti pensare che il collasso della funzione d'onda sopra descritto , segna il confine tra la realtà "quantistica da quella "classica". Nel mondo quantistico , questa funzione d'onda decade molto lentamente ( un elettrone ci impiega circa un anno), mentre nel nostro mondo reale impiega qualcosa come un femtosecondo!