[as] infografiche
È possibile scaricare le infografiche prodotte da Asimmetrie anche ad alta risoluzione. Le politiche di utilizzo si possono visionare qui.
as 30 [gravità]
Nel segno di Einstein: un
secolo di
scoperte,osservazioni
ed esperimenti
sulla gravità.
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vedi anche [as] Nel segno di Einstein.
©Infn-Asimmetrie (Hylab)
[>] vedi le altre infografiche di Asimmetrie 30
as 29 [neutrini]
Esperimenti sui neutrini
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vedi anche [as] Esperimenti sui neutrini.
©Infn-Asimmetrie
[>] vedi le altre infografiche di Asimmetrie 29
as 28 [origini]
L'asimmetria materia-antimateria
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vedi anche [as] L'asimmetria materia-antimateria.
©Infn-Asimmetrie
[>] vedi le altre infografiche di Asimmetrie 28
as 27 [dati]
Macchine intelligenti
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vedi anche [as] Macchine intelligenti.
©Infn-Asimmetrie
[>] vedi le altre infografiche di Asimmetrie 27
as 26 [elementi]
Tavola periodica degli elementi
Gli elementi chimici riportati nella tavola periodica
hanno origini diverse. Idrogeno ed elio, insieme al litio, furono
prodotti già durante la nucleosintesi primordiale dopo il Big Bang. I
nuclei fino al nichel sono prodotti dalle reazioni di fusione nucleare
all’interno delle stelle. Alcuni elementi con numero atomico intermedio
(boro e berillio in particolare) sono principalmente prodotti nelle
reazioni di fissione, che avvengono durante la propagazione delle ceneri
stellari nella galassia. Gli elementi con Z>28 vengono prodotti, a
partire dalle ceneri delle reazioni di fusione, con processi di cattura
neutronica di tipo s o r (vd. Corsa all'oro, ndr). Gli elementi
transuranici e super-pesanti (insieme al tecnezio e al promezio) sono
sostanzialmente assenti nel sistema solare e sono prodotti
artificialmente in laboratorio. In basso, le abbondanze degli elementi
chimici nel sistema solare. I valori, mostrati in scala logaritmica,
sono relativi all’abbondanza del silicio (assunta uguale a 106).
L’elemento più abbondante è l’idrogeno, seguito dall’elio. Gli elementi
prodotti nelle reazioni di fusione stellare (come C, N, O, Mg, Si, S,
Fe, Ni) sono largamente presenti. Il più pesante degli elementi naturali
osservati è l’uranio.
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vedi anche L’universo dall’H all’Og
©Infn-Asimmetrie
as 25 [messaggeri]
Astronomia multimessaggera
La nascita dell’astronomia multimessaggera, avvenuta il 17 agosto
2017 grazie alla rivelazione dell’onda gravitazionale GW170817.
L’annuncio della sua scoperta è stato dato il 16 ottobre 2017.
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vedi anche L’universo poliglotta
©Infn-Asimmetrie
as 24 [energia]
Energia
Nel Sistema
Internazionale l’unità di misura dell’energia è il joule (J), ma a
seconda dei contesti si usano spesso unità pratiche diverse: per
misurare la quantità di calore si usa la caloria (cal, pari a 4,19 J), i
consumi di energia elettrica si esprimono in wattora (Wh, pari a 3600
J), mentre per esprimere l’energia prodotta dai combustibili fossili si
usa la tonnellata di petrolio equivalente (Toe, posta convenzionalmente
uguale a 10 Gcal = 41,9 GJ); infine, l’energia delle particelle
elementari si esprime in elettronvolt (eV, pari a 1,6 10-19
J).
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vedi anche L'energia è tutto
©Infn-Asimmetrie
as 23 [muone]
Muone
La storia della
scoperta del muone, delle sue proprietà e applicazioni.
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vedi anche Una vita da mediano
©Infn-Asimmetrie
as 22 [errori]
Confronto tra teorie ed
esperimenti
Uno dei punti chiave del progresso
della conoscenza scientifica è il continuo confronto tra teoria ed
esperimento. Il maggiore o minore accordo tra i due fornisce
informazioni importanti alla comprensione dell’universo in cui viviamo.
Sia la predizione che la misura sono affette da incertezze: se
indichiamo con un punto il valore centrale di entrambe, possiamo
rappresentarne l’incertezza come una regione più o meno grande che
contiene con una certa probabilità i risultati di ripetute predizioni o
misure della stessa quantità. Se ora confrontiamo la predizione con la
misura, possiamo avere tre situazioni diverse: a sinistra, le incertezze
si sovrappongono ampiamente, per cui possiamo affermare che la
predizione e la misura sono in accordo; a destra, non c’è
sovrapposizione, per cui possiamo affermare che la misura e la
predizione non sono in accordo; al centro vediamo che le due incertezze
si toccano appena: in questo caso non possiamo trarre conclusioni e
dobbiamo diminuire le incertezze sulle misure e/o sulle predizioni per
poter arrivare a una conclusione.
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vedi anche Convivere con l'incertezza
©Infn-Asimmetrie
as 21 [next]
Onde gravitazionali e
strumenti
Diversi sistemi fisici (in alto)
possono emettere onde gravitazionali su varie frequenze, per la cui
rivelazione sono necessari diversi tipi di strumenti (in basso).
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vedi anche Non solo buchi neri
©Infn-Asimmetrie
as 20
[infinito]
Multiverso
Rappresentazione artistica di un multiverso.
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vedi anche Senza confini
©Infn-Asimmetrie
as 19
[equazioni]
Leggi
Le leggi
fondamentali della fisica sono leggi di evoluzione, che permettono di
determinare lo stato di un sistema in ogni istante, una volta che sia
noto il suo stato iniziale. Queste leggi sono soggette ai principi di
simmetria, direttamente legati a loro volta alle leggi di conservazione:
le simmetrie spazio-temporali corrispondono alla conservazione
dell’energia, della quantità di moto e del momento angolare, mentre le
simmetrie di gauge corrispondono alla conservazione delle varie
“cariche” delle particelle, come ad esempio la carica elettrica. Le
leggi di stato, infine, sono relazioni tra grandezze diverse che devono
sempre valere per qualunque stato di sistema.
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vedi anche L'alfabeto della natura
©Infn-Asimmetrie
as 18
[#nuovafisica]
Gioco dell'oca
Le
caselle in questo schema simile al “gioco dell’oca” rappresentano le
diverse scale di energia (in blu) e le corrispondenti scale di lunghezza
(in arancione). La corrispondenza tra energia, espressa in elettronvolt,
e lunghezza, espressa in metri, è data dalla relazione E(eV) ~ 2
x10-7 / L(m), cosicché piccole distanze corrispondono a
grandi energie e viceversa. Sono riportate le masse delle particelle del
modello standard già note (elettrone, muone, tau, vari tipi di quark,
neutrini, bosone di Higgs...), quelle di altre particelle ancora
ipotetiche (assioni, neutrini sterili...) e le energie caratteristiche
di alcuni fenomeni fisici osservati o raggiungibili negli acceleratori
di particelle.
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vedi anche Oggi è già domani
©Infn-Asimmetrie
as 17
[Tempo]
Evoluzione degli
orologi
Dagli orologi con bilanciere a verga del
1300 agli orologi atomici moderni, nel riquadro in basso a sinistra.
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vedi anche Spaccare il secondo
©Infn-Asimmetrie
as 16
[1964]
Ieri, oggi, domani
A
uno sguardo superficiale la scienza appare progredire a salti: lunghi
periodi di calma intervallati da improvvise scoperte o invenzioni.
Un’analisi più attenta rivela un flusso continuo di idee, intuizioni,
studi, misure che sono la pietra angolare della conoscenza scientifica
stessa e l’ambiente favorevole in cui il colpo di genio può
manifestarsi. Per la fisica il 1964 sembrava proprio uno di quei periodi
di calma piatta. In realtà la prospettiva offerta dai 50 anni di
distanza rende evidente che il 1964 è stato l’anno in cui da fermenti
sedimentati nei decenni precedenti sono germogliate fondamentali
scoperte scientifiche, che avrebbero manifestato tutta la loro rilevanza
solo successivamente, anche a distanza di decenni.
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ad alta risoluzionevedi anche [as] Ieri, oggi, domani.
©Infn-Asimmetrie
as 15
[estremi]
Il modello standard
cosmologico
Rappresentazione schematica
dell’evoluzione dell’universo secondo il modello standard cosmologico.
Nel lembo superiore è rappresentata la distribuzione di materia oscura
ottenuta da simulazioni al computer. I primi minuti dell’universo sono
raffigurati in fig. a in Brodo
primordiale.
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vedi anche Ai confini della realtà
©Infn-Asimmetrie
as 14
[massa]
Di massa in massa
Dalla massa dei neutrini, le particelle più leggere a noi note, alla
massa dell’intero universo conosciuto: 85 ordini di grandezza che
includono tutto ciò che conosciamo.
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vedi anche [as] Di massa in massa.
©Infn-Asimmetrie
as 13
[reti]
Rete mondiale
Distribuzione dei router e delle connessioni sottomarine, che
costituiscono la rete mondiale che ci “interconnette” tutti.
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vedi anche [as] Le vie segrete dei bit.
©Infn-Asimmetrie
as 12
[fotoni]
L'esperimento di
Young
Schema
dell'esperimento di Young della doppia fenditura. A sinistra
l'interpretazione geometrica semplificata, con linee chiare nei punti in
cui le due onde originate dalle fenditure 2 e 3 si sommano in modo
costruttivo ("in fase") e con linee scure dove esse sono in controfase.
Nella parte bassa è rappresentata l'alternanza di bande chiare e scure
che si otterrebbe su una lastra fotografica. A destra appare una visione
più realistica delle zone chiare e scure della figura di interferenza.
Nella figura in alto a destra, composizione di due onde: caso di
interferenza totalmente costruttiva e totalmente distruttiva. In basso a
destra, le figure di interferenza ottenute da diffrazione con doppia
fenditura utilizzando singoli fotoni: con il passare del tempo la figura
d'interferenza a strisce si manifesta in modo sempre più evidente.
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vedi anche Luce: onde o particelle?
©Infn-Asimmetrie
as 11
[simmetrie]
Schema dei tipi di trasformazione di
simmetria
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vedi anche Il mistero della simmetria
©Infn-Asimmetrie
as 10 [i raggi
cosmici]
Sciame di raggi
cosmici
Rappresentazione schematica di uno
sciame di raggi cosmici prodotto quando una particella primaria (in
questo caso un protone) interagisce con i nuclei dell’atmosfera
terrestre. Nella realtà, gli sciami possono essere composti anche da
milioni di particelle, con una complessa storia di interazioni a catena,
produzioni, assorbimenti o decadimenti spontanei.
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vedi anche Voci dell'Universo
©Asimetrie-Infn(Francesca Cuicchio/S lab)
as 9 [nuclei e
stelle]
Figli delle stelle
L’istogramma rappresenta le abbondanze dei vari elementi presenti nel
sistema solare, ordinati per numero atomico crescente sull’asse
orizzontale. Sull’asse verticale è indicata l’abbondanza relativa di
ciascun elemento, scegliendo il silicio come elemento di paragone ed
assegnandogli convenzionalmente un’abbondanza di un milione di atomi.
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vedi anche Al cuore della materia
©Infn-Asimmetrie (Slab/Internosei)
as 8 [il bosone di
higgs]
Supersimmetria
Uno
“specchio” supersimmetrico: per ogni particella ordinaria esisterebbe
una particella con spin che differisce di ±1/2. Ai fermioni ordinari,
con spin semi-intero (pari cioè ad 1/2, 3/2,…) corrispondono quindi
bosoni supersimmetrici con spin intero (pari cioè ad 0, 1, 2,…), mentre
ai bosoni ordinari corrispondono fermioni supersimmetrici. Nello schema
sono rappresentati, a sinistra, i costituenti della materia ordinaria
(quark e leptoni), i mediatori delle interazioni forti (gluoni),
elettromagnetiche (fotoni), deboli (W e Z) e gravitazionali (gravitoni)
e la particella di Higgs, responsabile della massa di tutte le
particelle. A destra, sono raffigurati i corrispondenti partner
supersimmetrici: queste particelle non sono ancora state osservate
sperimentalmente e si ritiene abbiano massa più elevata rispetto alle
particelle standard.
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vedi anche La particella che dà la massa
©Infn-Asimmetrie (Internosei)
as 7
[antimateria]
Come si distilla
l'antimateria?
Produzione dei positroni: facendo
incidere un elettrone (e-) contro un materiale ad alto numero atomico si
produce uno sciame di positroni (e+), fotoni (γ) ed elettroni (e-). Con
l’ausilio di magneti, i positroni vengono raccolti e guidati verso una
struttura accelerante da un lato, gli elettroni dall’altro.
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vedi anche Antiparticelle accelerate
©Infn-Asimmetrie (Internosei)
as 6 [gli
acceleratori]
Le scoperte e le
macchine
A ogni scoperta, l’energia e le
macchine giuste. E anche il cielo aiuta, con raggi cosmici di tutte le
energie, anche quelle alle quali gli acceleratori più potenti non
possono arrivare.
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vedi anche Acceleratori non solo ricerca
©Infn-Asimmetrie (Internosei)
as 5 [le onde
gravitazionali]
Eventi e strumenti
Le
curve rappresentano la sensibilità, per onde gravitazionali di diversa
frequenza, di vari esperimenti, presenti o futuri. Per ogni strumento è
riportata l’ampiezza minima di un’onda gravitazionale di una certa
frequenza, che lo strumento è in grado di rivelare. Sull’asse
orizzontale sono indicate le possibili frequenze dell’onda, in Hz, e
sull’asse verticale è rappresentata la sua ampiezza: quanto più bassa è
la curva, tanto più sensibile – quindi migliore – è il rivelatore.
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vedi anche Chi fa l'onda
©Infn-Asimmetrie (Internosei)
as 4 [materia
oscura]
Il fenomeno della lente
gravitazionale
La luce proveniente da una
galassia lontana viene deviata dalla materia che incontra lungo il
percorso. Come risultato, dalla Terra si vedono diverse immagini della
stessa galassia.
1. Una sorgente lontana. La luce viene emessa da una galassia lontana ai confini dell’universo visibile.
2. Una “lente” di materia oscura. Parte della luce attraversa un grande ammasso di galassie circondato da materia oscura posto fra la Terra e la galassia lontana. La gravità della materia oscura agisce come una lente, piegando le traiettorie della luce.
3. Punto focale: la Terra. Una parte della luce viene focalizzata e diretta verso la Terra, da cui si osservano più immagini distorte della stessa galassia lontana.
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vedi anche Il lato oscuro dell'universo
©Infn-Asimmetrie (Internosei)
©asimmetrie