Fisica

Una provetta di gas radioattivo lanciata in una fontana, un'intuizione improvvisa davanti a un semaforo londinese, la scoperta - quasi per caso - che l'atomo può spaccarsi. Sembrano episodi scollegati. E invece sono le prime scosse di un terremoto che cambierà il mondo: l'esplosione della bomba atomica. Tra le tessere del domino allineate in attesa di innescare la serie di eventi che condurranno a Hiroshima e Nagasaki, tre figure spiccano su tutte. Enrico Fermi, mente pragmatica e geniale, che porterà la scienza italiana nel cuore del Progetto Manhattan. Edoardo Amaldi, l'amico rimasto in Europa, uno dei più giovani tra i ragazzi di via Panisperna, che dedicherà la sua vita a un'idea di scienza al servizio della pace. E Klaus Fuchs, personaggio ambiguo e affascinante, che riuscirà a infiltrarsi fino ai vertici di quello che doveva essere il programma militare più segreto di sempre. In nome delle sue convinzioni, compirà un tradimento destinato a cambiare il corso degli eventi. Tutti e tre, in modi profondamente diversi, hanno contribuito a plasmare il loro e il nostro presente. Ma non sono soli. Altri personaggi popolano questa storia, in parte spy story e in parte racconto scientifico. Così ricca di colpi di scena da sembrare un romanzo, eppure tutta vera. I coniugi Joliot-Curie, che dopo una serie di cocenti delusioni scoprono la radioattività artificiale; Lise Meitner e Otto Hahn, che capiscono cos'è la fissione e la spaventosa quantità di energia che può sprigionare; Leó Szilárd, che con straordinaria immaginazione concepisce l'idea di «reazione a catena nucleare», rendendo possibile la costruzione della bomba. In questo libro Lorenzo Baravalle racconta le loro vite, e come la fisica - nata per indagare le leggi dell'universo - si sia trovata a decidere le sorti dell'umanità. Hiroshima e Nagasaki sono solo l'epilogo visibile di una lunga catena di scelte. Perché la conoscenza è una lama a doppio taglio. Può aprire orizzonti impensati, ma può anche devastare. E in mezzo, l'individuo resta solo: con la propria coscienza, i propri fantasmi e il peso di una responsabilità che nessuna equazione potrà mai alleggerire.

Il dibattito sull'energia del futuro, l'energia 5.0, e sulle sue fonti di approvvigionamento è oggi assai intenso e coinvolge tutti i settori della società. Il costo, gli obiettivi di decarbonizzazione, gli aspetti ambientali e politici, l'indipendenza energetica, la sicurezza, le fonti rinnovabili, il «nuovo» nucleare: sono solo alcuni dei capitoli di un tema di importanza capitale per ogni paese industrializzato o in via di sviluppo, e rispetto al quale diventa ogni giorno più evidente la necessità di una pianificazione seria e lungimirante, che guardi oltre la mutevole contingenza. La democrazia e il benessere dei cittadini del prossimo secolo dipenderanno infatti anche dal grado d'indipendenza energetica dei vari paesi, e la distribuzione equa e sostenibile di energia si va affermando come strumento ineludibile per ridurre le disparità tra il Nord e il Sud del mondo. Stefano Buono e Antonio Ereditato affrontano la questione in maniera lucida, con un approccio scientifico e non ideologico. La loro analisi, concreta e senza pregiudizi, illustra possibili scenari, portando argomenti credibili con un linguaggio chiaro e fruibile su un tema di enorme attualità. Un messaggio per tutti.

«Tutta la scienza non è altro che un raffinamento del pensiero comune». In un'epoca in cui i pilastri della fisica vacillano, il fisico non può limitarsi a delegare la riflessione ai filosofi. Per costruire una nuova base solida per la scienza, è fondamentale mettere in discussione i concetti, il pensiero comune e le impressioni sensoriali che raccogliamo dal mondo. In altre parole, esplorare a fondo il legame tra realtà e conoscenza.

A un decennio dalla rilevazione della prima onda gravitazionale, il racconto di uno dei protagonisti dell’avventura scientifica che ha cambiato per sempre l'astronomia. Nel settembre 2015 l’osservatorio americano LIGO rivela per la prima volta un’onda gravitazionale, una perturbazione nello spazio-tempo prevista un secolo prima da Einstein. L’onda è stata prodotta da una fusione di due buchi neri a oltre un miliardo di anni luce. Nel 2017 a LIGO si unisce il rivelatore europeo Virgo, che permette di localizzare più precisamente le sorgenti e in particolare la storica fusione di due stelle di neutroni del 17 agosto, rivelata con le onde gravitazionali e poi con decine di telescopi. Da quel momento le rivelazioni di onde gravitazionali continuano, sempre più frequenti, all’aumentare della sensibilità degli strumenti. Oltre a essere un’ulteriore conferma della teoria della relatività generale di Einstein e un’incredibile impresa tecnologica, la rivelazione delle onde gravitazionali rappresenta l’inizio di un nuovo modo di osservare il Cosmo, per cercare di rispondere ai problemi aperti dell’astrofisica, della cosmologia e della fisica fondamentale.

Cosa succede quando la scienza più avanzata incontra le intuizioni dei filosofi antichi? Guido Tonelli ci guida in un percorso affascinante per svelare il mistero più grande dell’universo: il vuoto. Per secoli, filosofi e scienziati hanno discusso la sua esistenza e la sua natura. Per Aristotele, la natura aborriva il vuoto, mentre per Democrito esso era la condizione stessa dell’esistenza degli atomi. Newton lo immaginava come uno spazio assoluto e immobile, mentre Einstein ne smentì l’esistenza con la sua teoria della relatività. Poi arrivò la meccanica quantistica, e con essa una nuova rivoluzione: il vuoto non è il nulla, ma uno stato brulicante di energia attraversato da fluttuazioni incessanti, una sorta di brodo primordiale da cui tutto può nascere. Oggi sappiamo che il vuoto è il vero protagonista della storia cosmica: da esso è scaturito il Big Bang, ed è nel vuoto che si nascondono le forze che regolano l’universo. Con il suo inconfondibile stile narrativo, Tonelli intreccia storia della scienza, filosofia e cosmologia moderna, portandoci a esplorare le rivoluzioni che hanno rovesciato la nostra concezione della realtà. Ci accompagna nei laboratori in cui la fisica delle particelle tenta di decifrare i segreti della materia, ci fa viaggiare tra i paradossi quantistici e le intuizioni dei più grandi pensatori, da Platone a Heisenberg, per dimostrare che il vuoto è tutt’altro che un’assenza: è una presenza sottile e potente, che condiziona ogni cosa. Un racconto che sfida le nostre certezze e apre nuove domande su ciò che siamo e da dove veniamo. Il vuoto non è assenza, ma una presenza sottile e potente, un mare invisibile di possibilità. Questo è un viaggio alla scoperta del più grande paradosso della scienza. “Forse proprio lì, nel cuore del vuoto, si nasconde il segreto dell’universo.”

I concetti alla base dell'astrofisica resi accessibili a tutti in maniera curiosa e accattivante. Si parte dal Big Bang, per affrontare poi la struttura della materia, l'energia oscura, passando per lo spaziotempo e la complessità, e arrivare infine agli scenari del futuro, al possibile Big Crunch o Big Rip e all'idea di un universo ciclico. Ogni capitolo è dedicato a una delle parole alla base della comprensione di stelle e cosmo, per avere alla fine le chiavi del cielo, almeno in termini di conoscenza.

La fisica quantistica è probabilmente la più profonda rivoluzione della scienza e del pensiero moderni. Frutto di uno sforzo corale permeato di umanità, ci ha costretto ad abbandonare solide certezze tanto da farsi rinnegare da alcuni tra coloro che l’avevano pensata. La quantistica ci ha permesso di superare i limiti della fisica classica nello spiegare l’infinitamente piccolo e ha schiuso una finestra su un panorama di conoscenze che dà brividi ed emozioni, conducendoci al cuore del mondo. Questo libro non ha la pretesa di trasformare lettrici e lettori in donne e uomini di scienza (fosse così facile!) ma permetterà di stupirsi e godere della meraviglia di una tra le più affascinanti conquiste dell’intelletto umano, attraverso cinque idee fondamentali che sono alla base della rivoluzione dei quanti: discontinuità, identità, futuro, indeterminazione, relazione. Cinque idee intrise di umanità, perché poche branche della fisica sono riuscite a coinvolgere tanti aspetti del nostro vivere in una delle costruzioni più geniali dell’intelletto. In cinque atti unici, alla portata di tutti e di tutte, scopriremo i capisaldi dell’architettura quantistica, che danno forma a tante applicazioni che hanno cambiato e cambieranno il mondo e miglioreranno l’ambiente, dal laser alla medicina, dai computer quantistici alle celle solari.

L'universo è una fonte di ispirazione unica e al tempo stesso un ambito di studio che interroga da sempre l'umanità. Un incontro unico tra scienza e arte prende vita in questo libro per parole e immagini: un viaggio nel quale ci conducono il premio Nobel Kip Thorne e l'artista Lia Halloran. Il lato curvo dell'universo è un libro ricchissimo di spunti sulle meraviglie del cosmo: dai buchi neri in collisione alle onde gravitazionali fino ai vortici di spazio in rapida torsione. Le illustrazioni evocative ci trasportano in uno spazio fantastico, mentre la narrazione sicura di Thorne ci consente di comprendere le scoperte di Stephen Hawking e di altri astrofisici. Partendo da semplici domande come (“Com'è nato l'universo?”, “Si può viaggiare all'indietro nel tempo?”) Halloran e Thorne affrontano concetti come lo spazio e il tempo per regalarci una fantasmagorica odissea dalla quale si riemerge trasognati e più ricchi. Un accesso privilegiato alla comprensione dell'astrofisica.

Pubblicato in inglese alla vigilia della Seconda guerra mondiale e subito proposto in traduzione, "L'evoluzione della fisica" dovette aspettare la fine del conflitto per vedere la sua pubblicazione in Italia. Da allora (1948) questo testo non ha più smesso di rappresentare un punto di riferimento obbligato per il concetto stesso di divulgazione scientifica e per la fisica in particolare. Scritto dai protagonisti assoluti della rivoluzione relativistica e quantistica, ma destinato a un pubblico di non specialisti, il libro che avete tra le mani è il testo fondativo della moderna divulgazione delle idee, la pietra di paragone di ogni altro libro di fisica, che permette di intuire la straordinaria importanza e il valore rivoluzionario della svolta della fisica del Novecento.

Nel 1905 Albert Einstein sottopose agli «Annalen der Physik» tre articoli. Il primo, che prendeva in esame l'effetto fotoelettrico servendosi della Teoria dei quanti di Max Planck, chiarì la natura della luce e gli valse il premio Nobel. Il secondo affrontava il comportamento di piccole particelle in sospensione e fornì la prova dell'esistenza degli atomi. Il terzo, in cui delineava la teoria della relatività ristretta, si rivelò essere uno dei più straordinari scritti scientifici mai apparsi. Molto semplicemente, cambiò il mondo. Dopo aver risolto con la sua Teoria della relatività ristretta alcuni tra i maggiori misteri dell'universo, nel novembre del 1915 Einstein presentò all'Accademia Prussiana delle Scienze la teoria della relatività generale, unanimemente giudicata la più alta realizzazione intellettuale di ogni tempo. Divenuto un'icona universale della scienza, Albert Einstein si pose il problema di divulgare i suoi risultati. È così che, dalla mente di uno degli uomini più geniali che siano mai esistiti, nacque "Relatività. Esposizione divulgativa, poi continuamente ritoccato in vita dal suo autore, e continuamente" ripubblicato, tradotto e studiato in tutto il mondo.

Il manuale nasce per venire incontro alle esigenze di chi intende partecipare ai sempre più frequenti concorsi nella P.A., per i profili tecnici, ed è stato costruito sulla base degli argomenti maggiormente richiesti nei bandi nonché tenendo conto della tipologia di quiz presenti nelle banche dati ufficiali. Il testo riporta le nozioni fondamentali della materia, soffermandosi anche sull’aspetto pratico delle applicazioni delle macchine, ed è suddiviso in due Parti: nella prima sono, inizialmente, richiamati alcuni concetti di termodinamica e, in seguito, sono descritti vari tipi di macchine a fluido; nella seconda sono trattate le macchine elettriche, nelle loro più generali applicazioni e con riferimento alla Direttiva 2006/42/CE (cd. Direttiva macchine). Arricchiscono il libro, quiz a risposta multipla riportati alla fine di ogni capitolo, utili per valutare la propria preparazione ed esercitarsi in vista delle prove d’esame. Il manuale, per le caratteristiche descritte, è particolarmente consigliato per la preparazione ai concorsi negli enti locali, nei Ministeri e nei Vigili del Fuoco, in quanto costituisce: sia un ottimo strumento di ripasso per chi già possiede consolidate basi in tale disciplina; sia un valido supporto anche per chi studia questi argomenti per la prima volta.

“Sì, siamo polvere, ma, per la precisione, polvere di stelle. Qualcosa di profondo ci unisce agli astri più luminosi.” Di cosa è fatta la sostanza che tiene insieme i nostri corpi? È diversa da quella che compone gli astri? Quando Democrito, tra il V e il IV secolo a.C., disse che siamo composti di atomi, furono in pochi a credergli. Bisognerà aspettare Galileo e Newton, e poi altri quattrocento anni, prima di ricostruire i componenti elementari della materia e scoprire che tutto quello che ci circonda ha caratteristiche davvero particolari, che accomunano le stelle più distanti ai fiori di campo, una supernova esplosa a noi. Le proprietà della materia che noi diamo per scontate sono in realtà il culmine, piuttosto irregolare, di un’evoluzione cominciata quasi quattordici miliardi di anni fa. Con la chiarezza che lo contraddistingue, Guido Tonelli spiega come fanno le particelle elementari a combinarsi in forme stravaganti per costruire stati quantistici correlati, zuppe primordiali di quark e gluoni o massicce stelle di neutroni, ed esplora i limiti della scienza, dove la solidità della materia si rivela nulla più che una comoda illusione. Un viaggio sorprendente nella fisica contemporanea per guardare all’universo, e forse anche a noi stessi, con occhi nuovi.