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).

Esistenza delle onde gravitazionali conferma la teoria della Relatività

Gli scienziati hanno annunciato di essere riusciti a rilevare le onde gravitazionali dalla collisione violenta di due buchi neri nello spazio profondo. I fisici sono stati in grado di rintracciare il segnale di ritorno risalente a circa 1,3 miliardi di anni fa. Quello che Albert Einstein aveva solo ipotizzato nella sua teoria della Relatività ora è provato per mezzo di interferometri, uno a Pisa ed uno negli Stati Uniti. I due buchi neri formavano una "coppia", ossia un sistema binario nel quale l'uno ruotava intorno all'altro. Per la fisica è una pietra miliare perché, oltre a confermare l'esistenza delle onde gravitazionali, fornisce anche la prima prova diretta della fusione di due buchi neri.

Individuata supernova ASASSN-15lh più brillante mai scoperta prima

ASASSN-15lh, la supernova più brillante mai vista, può essere considerata ad oggi uno dei misteri più intriganti dell'astronomia. Scoperta nel giugno 2015 dal gruppo All Sky Automated Survey for SuperNovae, ASASSN-15lh è un esempio di un raro tipo di superluminous supernova, a volte chiamata ipernova. Tuttavia, in uno studio pubblicato su Science, il team del Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics presso l'Università di Pechino, che per primo ha individuato la supernova, riferisce che ASASSN-15lh sfida il normale comportamento delle supernove nella sua classe. La scoperta potrebbe portare a un nuovo modello di comportamento delle supernova.

Ufo, cupola probabilmente artificiale su Marte: Nasa non commenta

Un gruppo di cacciatori di Ufo sono convinti che la Nasa sta coprendo i resti di un'antica civiltà su Marte. Una serie di fotografie scattate dal Rover Opportunity mostrano quella che sembra essere una "cupola artificiale" di origine extraterrestre sulla superficie del pianeta Rosso. Non si tratta, dunque, delle solite bufale o di foto manipolate ma delle immagini scattate dalla macchina fotografica panoramica (Pancam) il giorno marziano 4073 (10/07/2015 sulla Terra). La struttura è facile da individuare in quanto si trova su una collina ed è la più grande formazione sollevata in zona. Il suo isolamento la fa apparire come non appartenente al layout naturale.

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.

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.

NASA: satellite scopre la galassia remota più luminosa dell'Universo

Una galassia distante circa 12,5 miliardi di anni luce e splendente con la luce di oltre 300.000 miliardi di Soli è stata scoperta utilizzando i dati del NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Si tratta della galassia più luminosa trovata fino a oggi e appartiene a una nuova classe di oggetti recentemente scoperti da WISE - galassie estremamente luminose agli infrarossi o ELIRGs (Extremely Luminous Infrared Galaxies). La galassia super brillante è stata scoperta dal gruppo del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA e potrebbe contenere nel suo nucleo un buco nero gigante che sta inghiottendo una quantità di materia enorme.

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.

Scoperti otto nuovi pianeti nella zona Goldilocks, due simili alla Terra

Gli astronomi hanno annunciato di aver trovato otto nuovi pianeti nella zona "Goldilocks" delle loro stelle, in orbita ad una distanza dove l'acqua liquida può esistere sulla superficie del pianeta. Ciò raddoppia il numero di piccoli pianeti (meno di due volte il diametro della Terra) ritenuti nella zona abitabile della loro stella madre. Tra questi otto, il team ha identificato due che sono i più simili alla Terra di qualunque esopianeta conosciuto fino ad oggi. "La maggior parte di questi pianeti hanno una buona probabilità di essere rocciosi, come la Terra", dice l'autore Guillermo Torres del Centro Harvard-Smithsonian per l'Astrofisica (CFA).

MAGIC fotografa una imprevista tempesta di fulmini da un buco nero

È la prima visione diretta sulla formazione dei getti nelle sorgenti cosmiche. È stata possibile grazie alla misura di un’intensa emissione di luce ad altissima energia, proveniente da un buco nero al centro della galassia IC 310, che ha mostrato una rapidità nella variazione di flusso mai registrata prima. I ricercatori della collaborazione internazionale MAGIC hanno osservato un eccezionale flusso di radiazione di altissima energia (raggi gamma) proveniente dal nucleo della galassia attiva IC 310, un buco nero supermassiccio di oltre 300 milioni di masse solari.

Spazio: osservata una nuova sorgente di raggi gamma nell’Universo

Grazie alle osservazioni del telescopio Fermi, un team internazionale di scienziati ha scoperto una nuova sorgente di raggi gamma nell'Universo. I raggi gamma sono una radiazione fortemente energetica emessa durante alcuni dei fenomeni cosmici più violenti che si conoscano, ma l'osservazione di quattro novae, cioè brevi eruzioni stellari, compiute dal 2010 al 2013 con telescopio spaziale per raggi gamma Fermi della NASA-ESA, ha inaspettatamente rivelato che anche questi eventi possono produrre raggi gamma.

Astrofisica: INAF, inaugurato sull'Etna il prototipo del telescopio SST

Deserto della Namibia o altipiani delle Ande? Forse meglio il complesso dell’Osservatorio astronomico del Leoncito in Argentina? La scelta del sito che ospiterà la porzione a sud dell’equatore del Cherenkov Telescope Array (CTA), una batteria di telescopi destinati a studiare le sorgenti di radiazione gamma provenienti dall’universo che, una volta realizzato, sarà il più potente e sensibile osservatorio per i raggi gamma mai costruito, non è stata ancora presa. A renderlo noto è l'Istituto nazionale di astrofisica (INAF).

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.

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".

Astrofisica: scoperto ammasso record galassie, più lontano mai visto

Scoperto un ammasso di galassie da record ed è il più antico mai conosciuto fino ad ora. L'ammasso di galassie si chiama JKCS 041 e la sua scoperta è opera di un team internazionale di scienziati guidato da Stefano Andreon dell'INAF -Osservatorio Astronomico di Brera. La scoperta, i cui risultati sono in corso di pubblicazione su Astronomy & Astrophysics, è stata compiuta grazie all'United Kingdom Infrared Telescope.  Un lavoro durato sette anni, tutti dedicati allo studio nel dettaglio dell'ammasso di galassie JKCS 041, getta nuova luce sull'evoluzione delle galassie.

Astronomia: evoluzione Universo simulata e telescopio virtuale su PC

Un universo virtuale, nel quale una straordinaria quantità di numeri e dati si trasforma in spettacolari immagini di galassie: il modello più completo dell’evoluzione dell’universo racconta con un’accuratezza senza precedenti la nascita delle galassie, avvenuta 12 milioni di anni dopo il Big Bang, e ne ricostruisce l’evoluzione attraverso 13 miliardi di anni. Descritto sulla rivista Nature, l’universo virtuale è il risultato della collaborazione coordinata dal Massachusetts Institute of Technology (MIT). 

Il risultato è uno strumento senza precedenti per la cosmologia perché non si limita, come facevano i modelli precedenti, a ricostruire a distanza la ”ragnatela cosmica” delle galassie: questo nuovo universo virtuale scende nei dettagli e permette di viaggiare attraverso le popolazioni di galassie ellittiche e a spirale, ne analizza la composizione in modo coerente con i dati finora pubblicati nella letteratura scientifica, ricostruisce la proporzione dei gas presenti nelle diverse epoche dell’universo.

”È la descrizione più realistica delle proprietà delle galassie finora ottenuta”, osserva l’astrofisico Giuseppe Murante, dell’osservatorio di Trieste dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, commentando il risultato. Il modello, spiega l’esperto, ”è il frutto di una simulazione numerica, che integra al computer le equazioni che descrivono l’universo. La traduzione in immagini della simulazione numerica non è stata affatto banale: ”il video scientifico è stato prodotto mentre la simulazione andava avanti e il risultato è spettacolare”, commenta Murante.

www.illustris-project.org/media

È uno strumento unico nelle mani dei cosmologi. Innanzitutto ”è una conferma ulteriore della validità delle attuali teorie cosmologiche”, osserva l’astrofisico. È ”un modello realistico - aggiunge - non soltanto del comportamento della materia visibile (barionica) che si aggrega nel formare le galassie, ma permette di conoscere anche il modo in cui la materia visibile agisce su quella oscura, sei volte più numerosa”. In questo, conclude l’esperto ”conferma il risultato ottenuto in passato anche nell’osservatorio di Trieste”.

www.illustris-project.org/media

C’è di più: il modello ”non è una semplice riproduzione dell’universo, ma prevede dove potrebbe trovarsi la materia che non vediamo”. L’Universo ha 13,8 miliardi di anni e per secoli si è cercato di studiare il momento esatto del Big Bang e come si sia espanso sino ai giorni nostri. Secondo il modello scientifico prevalente, l’Universo si è espanso da una fase estremamente calda e densa chiamata era di Planck, in cui era concentrata tutta la materia e l'energia. Recentemente sono stati rilevati i primi segni della nascita dell’Universo.

www.worldwidetelescope.org

Il WorldWide Telescope (WWT) è un ambiente software Web 2.0 di visualizzazione che consente al Pc di funzionare come un telescopio virtuale, riunendo le immagini 3D provenienti dai migliori telescopi a terra e spaziali per un'esplorazione dell’Universo senza soluzione di continuità. Il WWT è un software gratuito di Microsoft creato con Visual Experience Engine™ e permette di osservare Nebulose colorate, galassie lontane, buchi neri e scoprire i resti della nube di esplosione di una supernova da un migliaio di anni fa.

È possibile spostare il cielo cliccando con il tasto sinistro del mouse e trascinando lo schermo.  Ci sono più comandi di mouse e tastiera per ruotare e inclinare la vista, e lo zoom in e out. Fare clic destro su qualsiasi oggetto per saperne di più. È possibile salvare i luoghi preferiti nell’Universo dai visitare in un secondo momento in "Le mie raccolte", e guardare le visite guidate dell’Universo condotte da esperti e utenti. È inoltre possibile aggiungere testo, immagini e forme per migliorare il tour, e si può anche sovrapporre una colonna sonora e voice over.

WWT è un portale unico, un'applicazione ricca che unisce terabyte di immagini, informazioni e storie provenienti da più fonti su Internet in un sistema unico, coinvolgente, ricca esperienza multimediale. Bambini di tutte le età si sentiranno responsabilizzati per esplorare e capire l'universo con la sua interfaccia utente semplice e potente. WWT è stato annunciato in occasione della TED conference a Monterey, California, nel febbraio 2008. Il programma viene eseguito con Microsoft Windows o un client Web basato su Silverlight: download QUI.

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.

Universo: studio dimostra che la materia oscura è priva di pressione

La pressione della materia oscura? È nulla. È quanto dimostra uno studio in fase di pubblicazione su Astrophysical Journal. Prima autrice l’astrofisica Barbara Sartoris, dell’Università degli Studi di Trieste. Allo studio hanno preso parte numerosi astrofisici triestini, sia del dipartimento di fisica dell’università che dell’osservatorio astronomico, tra i quali Andrea Biviano, astrofisico dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste. 

L’articolo è frutto dell’incontro, quasi fortuito, tra le specializzazioni della Sartoris e di Biviano. Il risultato avrà importanti conseguenze, anche concettuali, sulla conoscenza di questa forma di materia. Infatti, che la materia oscura fosse priva di pressione era stato finora semplicemente assunto senza alcuna prova diretta basata su osservazioni. 

La materia oscura è un elemento fondamentale della nostra attuale comprensione dell’universo, basti pensare che contribuisce a più di un quarto di tutta la densità dell’universo a fronte di un qualche percento della materia ordinaria, quella che possiamo osservare direttamente con i telescopi e quella di cui noi e il mondo che abitiamo siamo fatti. A seconda della pressione che essa esercita, sia i tempi che i modi dell’evoluzione della struttura a grande scala che osserviamo nell’universo possono variare drasticamente. 

L’idea alla base del lavoro è stata quella di sfruttare il diverso comportamento di luce e galassie quando si muovono in prossimità di una grande concentrazione di materia, sia oscura che ordinaria. La teoria della relatività prevede infatti che la materia oscura, a seconda della sua pressione, influenzi in modo differente il movimento piuttosto lento delle galassie in orbita in un campo gravitazionale e le traiettorie della luce che invece lo attraversano alla massima velocità possibile. 

Per ricavare il valore della pressione gli autori dello studio hanno confrontato i dati delle orbite delle galassie con quelli dei percorsi della luce ricostruiti dalle osservazioni grazie all’ effetto, anch’esso relativistico, di lente gravitazionale. La grande concentrazione di massa che ha permesso la misura è l’ammasso di galassie MACS 1206.2-0847 che fa parte del campione studiato dal progetto internazionale CLASH VLT. 

L’ammasso è distante, la sua luce ci raggiunge dopo un viaggio di oltre quattro miliardi e mezzo di anni luce, e in quanto a massa non scherza: è l’equivalente di migliaia di migliaia di miliardi di soli. Più che a sufficienza per far deviare la luce dal suo percorso rettilineo e per far orbitare le galassie attorno al (bari)centro ad una velocità lontana da quella della luce ma ben misurabile.

Per Stefano Borgani, Direttore dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, “con questo lavoro abbiamo soltanto grattato la superficie: una volta disponibili tutti i dati del progetto CLASH VLT, di ammassi di galassie con questa qualità di dati osservativi ne avremo ben 12. Questo ci permetterà senz’altro di gettare nuova luce sulla natura della materia oscura”.

Fonte: INAF

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