CERN, osservata da LHCb nuova particella Xi con due quark pesanti

Un nuovo tipo di particelle è stato scoperto dagli scienziati del CERN utilizzando l'acceleratore più grande del mondo, il Large Hadron Collider (LHC). La particella, chiamata Xi-cc++ (si pronuncia "KSI-CC plus-plus"), apre la porta a una nuova frontiera della fisica, fornendo ai ricercatori un nuovo modo per indagare le forze fondamentali dell'Universo che compongono il Modello Standard della fisica delle particelle. Barioni come Xi-cc++ sono previsti dal Modello standard della fisica delle particelle - l'insieme delle leggi che descrivono i mattoni fondamentali della natura - ma questa è la prima volta che gli scienziati sono stati in grado di confermare che esistono realmente.

Dark matter, cacciatore di Wimp più sensibile al mondo è XENON1T

“I migliori risultati sulla materia oscura fino ad ora, ed è solo l’inizio!”, così Elena Aprile, professoressa alla Columbia University e coordinatore internazionale di XENON1T, commenta a nome di tutta la collaborazione i primi risultati dell’esperimento, in acquisizione dati ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), i più grandi laboratori sotterranei al mondo dedicati alla fisica astroparticellare. I risultati, ottenuti con una breve misura di 30 giorni e presentati alla comunità scientifica, consentono a XENON1T di potersi affermare come il più sensibile esperimento al mondo per la ricerca diretta di materia oscura (dark matter).

Tumori, grafene intelligente uccide solo cellule malate: stop chemio

Uccidere selettivamente le cellule tumorali senza danneggiare quelle sane è possibile. Tra gli studi che negli ultimi anni stanno cercando di trovare una soluzione alla carica aggressiva della chemio e della radioterapia, ce n'è anche uno dell'Università degli Studi di Sassari, pubblicato nella rivista scientifica "Angewandte Chemie". Senior author è Lucia Gemma Delogu, biochimico e ricercatrice del Dipartimento di Chimica e Farmacia dell'Ateneo, che ha coordinato una squadra interdisciplinare e internazionale composta tra gli altri da Ester Vazquez dell'Università di Castilla La Mancha, Alberto Bianco del CNRS di Strasburgo e Maurizio Prato dell'Università di Trieste.

Al CERN misura ancora più accurata della massa di un antiprotone

L'esperimento ASACUSA del CERN di Ginevra ha ottenuto una nuova misura più precisa della massa dell'antiprotone relativa a quella dell'elettrone. Il risultato è stato pubblicato sulla rivista Science. Questo esito si basa su misure spettroscopiche con circa 2 miliardi di atomi di elio antiprotonico raffreddato a temperature estremamente fredde da 1,5 a 1,7 gradi sopra lo zero assoluto. Negli atomi di elio antiprotonico un antiprotone prende il posto di uno degli elettroni che normalmente sarebbero in orbita intorno al nucleo. Tali misure forniscono uno strumento unico per il confronto con elevata precisione della massa di un'antiparticella con la sua controparte materia.

Teletrasporto quantistico per la prima volta attraverso la fibra ottica

E se fosse possibile comportarsi come l’equipaggio della nave stellare Enterprise e teletrasportarsi in qualsiasi altra parte del mondo? Come essere umano, questo probabilmente non si potrà realizzare in tempi brevi, ma per un “quanto di luce” è quasi una realtà. In quello che è stato salutato come un importante passo avanti per dimostrare la fattibilità del teletrasporto quantistico, due gruppi indipendenti di scienziati sono riusciti a trasferire l’informazione quantistica su diverse miglia di reti commerciali in fibra ottica. Gli esperimenti, condotti nelle città di Calgary (Canada) e Hefei (Cina), sono descritti separatamente in due studi pubblicati sulla rivista Nature Photonics.

Spazio, nuova teoria di Stephen Hawking: c'è uscita da un buco nero

Potrebbe non risolvere la discussione su ciò che accade alle informazioni bloccate nei buchi neri, ma la nuova idea del celebre astrofisico Stephen Hawking, che può comunicare velocemente grazie a un software sviluppato da Intel, ha dominato la discussione in una riunione appositamente convocata dai fisici leader nel mondo, che si è tenuta presso il Royal Institute of Technology. I buchi neri in realtà non inghiottono e distruggono le informazioni fisiche, secondo un'idea di Hawking. Egli sostiene di aver scoperto un meccanismo attraverso cui le informazioni trovano un'uscita dal buco nero, focalizzando l'attenzione sul paradosso delle informazioni.

CERN: LHCb osserva il pentaquark, particella esotica a cinque quark

Una particella esotica composta da cinque quark è stata scoperta una decina di anni dopo che gli esperimenti sembravano escluderne l'esistenza. La breve durata del "pentaquark" è stata avvistata dai ricercatori analizzando i dati sul decadimento delle particelle instabili durante l'esperimento LHCb al Large Hadron Collider (LHC) del CERN, il laboratorio europeo delle particelle di fisica vicino a Ginevra. La scoperta, dice il portavoce LHCb Guy Wilkinson, apre una nuova era nella comprensione dei fisici della forte forza nucleare che tiene insieme i nuclei atomici. Il pentaquark, segnalato già negli anni Sessanta, era sfuggito fino ad oggi ad ogni tentativo di cattura.

Infn Gran Sasso: al via DarkSide, detective hi-tech di materia oscura

Indagare il lato oscuro del nostro Universo. È la missione di DarkSide-50, il nuovo detective hi-tech, inaugurato ufficialmente lunedì 22 giugno ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dove lo scorso aprile aveva iniziato a raccogliere i primi dati come da progetto. L'obiettivo dell'esperimento è avvistare Wimp, cioè Weakly Interacting Massive Particle. Diverse prove indirette ci dicono che la materia oscura esiste e rappresenta il 26% di ciò che c'è nel cosmo, ma nessuno l'ha mai vista. Per cercare le particelle più sfuggenti dell'Universo servono condizioni molto particolari e strumentazioni all'avanguardia.

Ricerca, LHC osserva evento rarissimo e conferma Modello Standard

Il Large Hadron Collider è ripartito e i ricercatori hanno osservato un evento rarissimo che conferma il Modello Standard sulle regole della natura. Evento, basato su dati raccolti nel 2011 e nel 2012, che pone dei nuovi limiti alla Supersimmetria. CMS e LHCb, due dei quattro imponenti rivelatori del Large Hadron Collider (LHC), il superacceleratore del CERN di Ginevra, cui l’Italia collabora con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), sono riusciti a individuare un rarissimo decadimento del mesone B_s, con una significatività statistica di oltre sei deviazioni standard: fuori dal gergo scientifico, questo significa che sono proprio sicuri di averlo osservato.

Cacciatore di antimateria sulla Iss cattura strani segnali dallo spazio

I risultati della collaborazione internazionale Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), il cacciatore di antimateria installato dal 2011 sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), sono stati al centro della tre giorni "AMS Days at CERN", che ha visto coinvolti alcuni tra i più importanti fisici teorici e sperimentali a livello mondiale tra cui  i responsabili  dei più importanti esperimenti dedicati allo studio  della fisica dei raggi cosmici. L'obiettivo primario delle giornate è comprendere il significato dei più recenti risultati di AMS e confrontarlo con quelli degli altri esperimenti e con le teorie oggi più accreditate sulla fisica dei raggi cosmici.

Fisica: riparte il superacceleratore di particelle del Cern dopo 2 anni

I protoni hanno ricominciato a circolare nel superacceleratore del CERN di Ginevra, che ora opererà a un'energia mai raggiunta prima, permettendo ai fisici di indagare territori ancora inesplorati. Dopo due anni di intensa manutenzione e di consolidamento, e diversi mesi di preparazione per il riavvio, il Large Hadron Collider (LHC), il più potente acceleratore di particelle al mondo, è di nuovo in funzione. Nella giornata di domenica 5 aprile alle 10:41, un fascio di protoni è tornato sul ring di 27 Km, seguito alle 12:27 da un secondo fascio in rotazione nella direzione opposta. Questi fasci hanno circolato all'energia di iniezione di 450 GeV.

Esperimento al Cern: misurata l'ombra dell'antimateria sulla materia

Misurata la deflessione di un fascio di antiprotoni. L'esperimento AEḡIS, condotto dal CERN con il supporto dell'INFN, misurato, grazie allo strumento chiamato “deflettometro di moiré”, la deflessione di un fascio di antiprotoni sotto l'effetto di una debolissima forza magnetica. Si tratta di un primo test dello strumento che ne ha verificato l'efficienza e la sensibilità, nella prospettiva di eseguire in futuro misure degli effetti della gravità su atomi di anti-idrogeno.

Mezzo interstellare: nuove mappe della galassia per risolvere mistero

Della materia che occupa la vasta distesa tra i sistemi di stelle all’interno di una galassia sappiamo ancora pochissimo, ma grazie allo studio appena presentato da un gruppo internazionale di scienziati, tra cui spicca la partecipazione della Johns Hopkins University, potremmo essere a un passo dalla soluzione di quel puzzle noto come ‘polvere di stelle’ che da quasi un secolo ancora resta un mistero. I ricercatori sono convinti che il loro lavoro dimostri, nei fatti, un nuovo modo di ottenere localizzazione e composizione della materia che si nasconde fra le stelle della Via Lattea.

Google Doodle per Anders Jonas Angstrom, padre della spettroscopia

Google dedica un Doodle al fisico svedese Anders Jonas Ångström, ritenuto il fondatore della moderna spettroscopia di precisione, nato il 13 agosto 1814, esattamente due secoli fa. Il brillante fisico svedese fu il primo nel 1867 ad esaminare lo spettro dell'aurora boreale. Il Doodle raffigura Angstrom, una lampadina e un raggio di luce rifratto da un gas. Passando il mouse sul logotipo si legge: "200° anniversario della nascita di Anders Jonas Ångström", mentre cliccandoci sopra si accede alla pagina di ricerca "Anders Jonas Ångström".

Fisica: più semplice la ricerca di nuove particelle con il deep learning

Completamente automatizzato il "deep learning" dai computer migliora notevolmente le probabilità di scoprire particelle, come il bosone di Higgs, battendo le abilità anche di fisici veterani, secondo i risultati risultati dello studio dei ricercatori dell'Università Irvine della California pubblicati oggi sulla rivista Nature Communications. "Siamo entusiasti con la pubblicazione del nostro lavoro", ha detto il co-autore Pierre Baldi, docente della Cancelleria di informatica "e ancora di più con la speranza che il deep learning possa aiutare a risolvere le questioni aperte sulla natura della materia, della gravità e l'origine dell'universo".

CNR filma il big-bang della luce che si trasforma in corrente elettrica

Come inizia il processo di trasformazione della luce del sole in corrente elettrica in una cella solare organica? La risposta arriva da gruppo di ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) che ne ha realizzato un filmato in tempo reale, su una scala senza precedenti: milionesimi di miliardesimi di secondo. Lo studio, condotto dall'Istituto nanoscienze del Cnr a Modena (Nano-Cnr) e dall'Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr) a Milano, dimostra che i primissimi istanti della foto-conversione sono governati dalla natura quantistica di elettroni e nuclei, coinvolti in oscillazioni coerenti in tempi ultra-veloci.

Google Doodle celebra genio della matematica Maria Gaetana Agnesi

Google doodle dedicato a Maria Gaetana Agnesi, matematica e benefattrice italiana nata il 16 maggio del 1718 a Milano. Sulla home page del motore di ricerca si vede infatti il suo ritratto al centro di un doodle animato. Cinque raffinati cerchi, nel terzo dei quali (la seconda "O" della parola Google) campeggia il volto del famoso ritratto della matematica. Passando il cursore del mouse sul logotipo si legge: "296° anniversario della nascita di Maria Gaetana Agnesi", mentre cliccando su di esso si ottengono i risultati della relativa chiave di ricerca. 

Il doodle è dedicato alla nota "Versiera" di Agnesi, ovvero una curva del piano, costruibile sinteticamente attraverso procedimenti geometrici elementari ed esprimibile analiticamente mediante una funzione cubica e caratterizzata da una forma a campana, simile a quella della distribuzione gaussiana. Nell'animazione di Google elementi geometrici che ricordano le squadre descrivono proprio la Versiera intorno al ritratto della matematica. La versiera trova applicazione in fisica nella descrizione dei fenomeni di risonanza.

Agnesi è stata un'importante matematica italiana del Settecento, diventata famosa in tutta Europa per i suoi scritti e per il suo contributo nelle ricerche sul calcolo infinitesimale, la base dell'analisi matematica con applicazioni nella fisica e in altri ambiti scientifici. Tra le sue opere più celebri c'è il volume "Instituzioni analitiche ad uso della gioventù italiana" del 1748, considerato la migliore introduzione ai lavori di Eulero, in due volumi, che trattano dell'analisi delle quantità finite e dell'analisi infinitesimale, con traduzioni in francese e inglese.  

Prima di 21 figli, Maria Gaetana mostra fin dalla tenera età un talento brillante, in particolar modo per lo studio delle lingue, e il ricco padre imprenditore incoraggia le sue doti affidandone l'istruzione e illustri docenti e precettori. Si racconta che a vent'anni Maria Agnesi sapesse parlare sei lingue oltre all'italiano, tanto da meritarsi il soprannome di "Oracolo Settelingue". Dalla corrispondenza privata dell'Agnesi emerge che nel 1737 Maria Gaetana, per obbedire al padre, passa dallo studio delle lingue e dell'eloquenza ai difficili studi di Filosofia e di Matematica.

Infatti la casa degli Agnesi è nel frattempo diventata uno dei salotti più in vista di Milano, dove sfilano i curiosi, ma anche gli intellettuali d'Italia e di mezza Europa. Sono proprio costoro che introducono Maria Gaetana agli Elementi di Euclide, alla Logica e alla Metafisica, alla Fisica. Diventa poi abitudine di Maria Gaetana esporre nel salotto di casa, per desiderio del padre, i propri progressi con varie tesi filosofiche che vengono pubblicate nel 1738 nella raccolta "Propositiones Philosophicae".

Il testo contiene 191 tesi tratte dalle pubbliche discussioni riguardanti questioni di logica, botanica, cosmologia, ontologia, meccanica, pneumatologia. Nel 1752, alla morte del padre, Maria Gaetana si ritira completamente dalla vita pubblica per dedicarsi alla cura dei poveri e dei malati e allo studio delle Sacre Scritture. La scienziata rende casa Agnesi un rifugio delle inferme e lei stessa diviene "serva e infermiera". Per far fronte alle spese, dopo aver venduto tutti i suoi averi si rivolge ai conoscenti, alle autorità, alle opere pie. 

Finalmente, grazie ad una donazione del principe Don Antonio Tolomeo Trivulzi, nel 1771 viene istituito a Milano il Pio Albergo Trivulzio, e il cardinale Giuseppe Pozzobonelli invita Maria Gaetana a ricoprire la carica di Visitatrice e Direttrice delle Donne, specialmente inferme. Vi lavorerà fino al giorno della sua morte, il 9 gennaio 1799. Visse per lungo tempo a Montevecchia nella Villa Agnesi Arbertoni, come ricorda una lapide commemorativa che, da 114 anni porta "lustro al nome di lei, all'Italia e gloria cristiana".

Via: TMNews

Catturate le onde primordiali del Big Bang, provata la cosmic inflation

Per la prima volta si è riusciti a catturare l'eco gravitazione del Big Bang. Quasi 14 miliardi di anni fa l'universo che abitiamo scoppiò avviando quella che chiamiamo esistenza con un evento straordinario che ha avviato il Big Bang. Nella prima fugace frazione di un secondo, l'universo si espandeva in maniera esponenziale e si estende ben oltre la vista dei nostri migliori telescopi. Tutto questo, naturalmente, era solo teoria. I ricercatori del progetto BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) hanno annunciato Lunedì scorso, presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,  la prima prova diretta di questa inflazione cosmica.

Fusione nucleare è più vicina, un piccolo sole ha brillato in California

Produrre energia imitando i processi che avvengono all'interno del Sole adesso è un obiettivo più vicino. Per la prima volta un esperimento condotto negli Stati Uniti, scritto sulla rivista Nature, è riuscito a riprodurre una quantità di energia superiore a quella utilizzata per innescare la reazione. E' un risultato atteso da decenni in tutto il mondo anche se c'è ancora tanta strada da fare prima di riuscire a produrre energia pulita imitando il motore delle stelle. Secondo gli esperti saranno necessari ancora anni di lavoro, ma quello che conta è che il primo passo è stato fatto. 

Il risultato è stato ottenuto nel Lawrence Livermore National Laboratory, dove ricercatori hanno seguito una delle due strade che puntano ad imitare il cuore del Sole, quella del confinamento inerziale. In questo caso il carburante viene riscaldato con 192 laser fino a farlo implodere. L'altra strada è quella del confinamento  magnetico e sarà applicata nel reattore sperimentale a fusione ITER in costruzione in Francia E' il frutto d'un progetto da 15 milioni di euro in cui l'Italia partecipa nell'ambito dell'Unione Europea, accanto a Russia, Cina, Giappone, Stati Uniti d'America e Corea del Sud.

Il programma, che prevede la costruzione del reattore nei primi dieci anni e il suo sfruttamento scientifico nei successivi 20, è finalizzato a dimostrare la possibilità di utilizzare la fusione come fonte di energia di larga scala, rispettosa dell’ambiente, praticamente inesauribile e sicura. ITER produrrà 500 Megawatt di potenza di fusione, con un guadagno di potenza di un fattore 10 per decine di minuti, e di un fattore 5 per tempi più lunghi, integrando e testando le tecnologie essenziali per il reattore.

Il contributo europeo al costo di investimento è pari a circa il 45%, mentre ciascuno degli altri sei partner contribuisce per circa il 10%. Ciascuno dei partecipanti fornisce direttamente il proprio contributo in kind secondo uno schema di suddivisione concordato tra le parti già nel 2001. A tale scopo, ciascuno dei partner ha istituito delle agenzie nazionali per gestire i contratti di costruzione. L'Agenzia europea per ITER, denominata Fusion For Energy (F4E), ha sede a Barcellona (Spagna).

Il progetto ITER permetterà di verificare la fattibilità scientifica della fusione e fornire elementi tecnologici e ingegneristici per sviluppare entro 30 anni un prototipo di impianto (DEMO) capace di produrre energia elettrica con continuità. Quello ottenuto negli Stati Uniti "è indubbiamente un passo in avanti importante", ha osservato il fisico Giuseppe Mazzitelli, responsabile della gestione dei grandi impianti sperimentali dell'Enea. "Dimostra infatti la fattibilità scientifica della fusione dal punto di vista del confinamento inerziale", ha aggiunto. 

"La strada da fare è però ancora molto lunga: per produrre energia - ha rilevato - bisogna che questi esperimenti si ripetano 20 volte al secondo. E per raggiungere questo obiettivo ci sono ancora tanti problemi tecnici da risolvere". La resa dell'esperimento è stata infatti 10 volte maggiore di quanto era stato ottenuto in precedenza. Sono della stessa opinione gli stessi autori dell'esperimento: "c'è ancora molto lavoro da fare - ha detto Hurricane - e dobbiamo affrontare ancora molti problemi di fisica, ma il nostro gruppo sta lavorando per affrontare tutte queste sfide".

Fonte: ANSA

Via: ENEA

CERN produce e intrappola con successo primo raggio di antimateria

L'esperimento ASACUSA al Cern di Ginevra è riuscito per la prima volta a produrre un fascio di atomi di anti-idrogeno. Il risultato è presentato in un articolo pubblicato martedì scorso su Nature Communications, nel quale la collaborazione scientifica spiega di aver rivelato in modo inequivocabile 80 atomi di anti-idrogeno 2,7 metri a valle della sorgente. Questo risultato è un passo significativo verso la hyperfine spectroscopys di atomi di anti-idrogeno.

"Il risultato appena pubblicato - spiega Luca Venturelli dell'Infn di Brescia e dell'Università di Brescia che coordina il gruppo italiano della collaborazione - rende molto più concreta e vicina la possibilità di realizzare misure di precisione con gli atomi di anti-idrogeno". "E sondare le caratteristiche dell'antimateria - prosegue Venturelli - può aiutare a risolvere uno dei grandi misteri della fisica moderna: la prevalenza di materia rispetto all'antimateria nell'universo visibile". 

Oggi è possibile produrre quantità significative di anti-idrogeno mescolando antielettroni (detti anche positroni) e antiprotoni a bassa energia prodotti dal deceleratore di antiprotoni del Cern. La difficoltà però sta nel mantenere gli antiatomi prodotti lontano dalla materia ordinaria, per evitare che annichilino (materia e antimateria, infatti, quando entrano in contatto si annichilano vicendevolmente).

Per fare ciò gli esperimenti hanno sfruttato finora le proprietà magnetiche dell'anti-idrogeno utilizzando campi magnetici fortemente non uniformi per "intrappolare" gli antiatomi abbastanza a lungo per studiarli. Tuttavia, i campi magnetici perturbano questi sistemi di anti-atomi compromettendo così la precisione delle misure e quindi lo studio del loro comportamento. 

Per consentire una spettroscopia pulita ad alta risoluzione, la collaborazione ASACUSA ha sviluppato una tecnica innovativa: produrre un fascio di antiparticelle in modo da studiare gli antiatomi “in volo”, lontano dai campi magnetici. A 2,7 metri di distanza dalla sorgente, infatti, l’influenza dei campi magnetici utilizzati inizialmente per produrre gli antiatomi è piccola, quindi lo stato del sistema subisce perturbazioni minime. Perché studiare l’antimateria.

Al momento del Big Bang, materia e antimateria si sono prodotte in uguali quantità. Ma noi oggi viviamo in un mondo fatto di materia e dell'antimateria primordiale non è mai stata trovata traccia. La materia ha quindi prevalso sull'antimateria e l'origine di questa asimmetria non è nota. Essendo composto da un singolo protone e un singolo elettrone, l'idrogeno è il più semplice atomo esistente e uno dei sistemi investigati con maggior precisione e meglio compreso nella fisica moderna.

Così confrontare atomi di idrogeno e anti-idrogeno costituisce uno dei modi migliori per eseguire test di alta precisione sulla simmetria tra materia e antimateria. La primordiale antimateria finora mai osservata nell'universo, e la sua assenza rimane un grande enigma scientifico. Gli spettri di idrogeno e anti-idrogeno sono previsti essere identici: ogni piccola differenza tra loro potrebbe aiutare a risolvere il mistero dell'asimmetria e aprire una finestra sulla "nuova fisica".

È un altro successo del Cern di Ginevra: dopo la scoperta della cosiddetta particella di Dio, che ha consentito al teorico fisico Higgs di ottenere il Nobel. Il prossimo passo dell'esperimento ASACUSA sarà quello di produrre e analizzare fasci di antiparticelle sempre più ricchi e stabili. Il futuro sa di fantascienza perché l'antimateria potrebbe diventare una straordinaria fonte di energia, per esempio per realizzare motori di astronavi interplanetarie a propulsione a curvatura come quelli immaginati nella serie Star Trek.

Fonte: INFN
Via: ANSA
Foto credit 1: Yasunori Yamakazi/ CERN
Foto credit 2: Stefan Meyer Institut