Particelle familiari. Le avventure della fisica e del bosone di Higgs, con Pulce al seguito PDF
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i Robinson / Letture Delmastro.indd 1 30/05/14 13:32 Delmastro.indd 2 30/05/14 13:32 Marco Delmastro Particelle familiari Le avventure della fisica e del bosone di Higgs, con Pulce al seguito Editori Laterza Delmastro.indd 3 30/05/14 13:32 © 2014, Gius. Laterza & Figli www.laterza.it Prima edizione luglio 2014 Edizione 1 2 3 4 5 6 Anno 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Proprietà letteraria riservata Gius. Laterza & Figli Spa, Roma-Bari Questo libro è stampato su carta amica delle foreste Stampato da SEDIT - Bari (Italy) per conto della Gius. Laterza & Figli Spa ISBN 978-88-581-1227-4 Delmastro.indd 4 30/05/14 13:32 Indice Dramatis Personae vii 1. Presentazioni 3 Incipit, p. 3 - Un fisico delle particelle, p. 6 - La Signo- ra delle Lettere, p. 10 - La Zia Omeopatica (ovvero, che cos’è il metodo scientifico), p. 15 - L’Ingegnere, la lente e le forbici, p. 24 2. Osservare l’invisibile 27 Quanto piccole sono le particelle?, p. 27 - Il mio blu è più blu del tuo blu, p. 31 - Osservare l’invisibile, p. 34 - Cilie- gie, panettoni e sistemi solari, p. 37 - Elementare o com- posito?, p. 43 - Ammortizzatori d’auto e tazze di tè, p. 47 3. Quello che sappiamo 50 Un caffè con il teorico, p. 50 - Particelle come onde, p. 54 - I triangoli rettangoli di Einstein, p. 62 - Persi in un bicchiere d’acqua, p. 67 - Lo zoo delle particelle, p. 76 - La lunga caccia, p. 81 4. Quello che non sappiamo 92 Una conoscenza incompleta, p. 92 - Torte al cioccolato, ricette impazzite e grumi di melassa (ovvero, il bosone di Higgs spiegato alla mia famiglia), p. 96 - Cugini pesanti e famiglie numerose, p. 101 - Una leggera asimmetria, p. 104 - Un universo pieno di materia invisibile, p. 108 - Do- ve mettiamo la gravità?, p. 113 5. I ferri del mestiere 120 Il centro della fisica delle particelle, p. 120 - Particelle ve- loci per produrre materia mai vista prima, p. 123 - Dalla v Delmastro.indd 5 30/05/14 13:32 bomboletta di idrogeno all’autostrada per protoni, p. 131 - Nelle viscere della terra, p. 134 - Dov’è il rivelatore di bosoni di Higgs?, p. 137 - Una gigantesca macchina fo- tografica, p. 142 - Due occhi sono meglio di uno (ovvero, una sana competizione), p. 154 - Un esperimento (riusci- to) di utopia comunitaria, p. 162 6. La scoperta di un bosone 167 Higgs-dependence day, p. 167 - Quante biglie argentate ci sono nel sacchetto?, p. 170 - Cinque sigma, da entrambe le macchine fotografiche, p. 176 - Il luogo più importante del Cern, p. 180 7. A che cosa serve? 183 Quanto costa Lhc?, p. 183 - Le ragioni della ricerca inuti- le, p. 186 - Fatti non foste a viver come bruti, p. 192 Ringraziamenti 195 Delmastro.indd 6 30/05/14 13:32 Dramatis Personae Il Fisico delle Particelle È la voce narrante del libro. Lavora a uno dei grandi esperi- menti del Cern di Ginevra e, quando torna a casa, condivide la passione per i misteri dell’universo (e per i mattoncini delle costruzioni) con la figlia di cinque anni, la Pulce. È sposato con la Signora delle Lettere, depositaria suprema del buon senso della famiglia. La Pulce Femmina, cinque anni, una curiosità smisurata per tutto quello che la circonda. Le hanno detto che il mestiere del suo papà è «fisico delle particelle», ma lei preferisce chiamarlo «l’esploratore della natura minuscolissima». Le sue doman- de preferite sono «come funziona?» e «perché?». Quando la mamma non guarda, insieme col papà sparge per casa mat- toncini, biglie, legnetti e cartoncini, provando a capire come è fatto il mondo. La Signora delle Lettere Mamma della Pulce, e moglie del Fisico delle Particelle. Ha una formazione umanistica e poca dimestichezza con la fisica, vii Delmastro.indd 7 30/05/14 13:32 classica o moderna che sia. Letterata della famiglia, è fortuna- tamente dotata di un’inesauribile dose di pazienza, tanto per le domande della figlia quanto per i tentativi di risposta del marito, specie quando questi ultimi prevedono un qualche genere di esperimento. L’Ingegnere Amico storico del Fisico delle Particelle, con il quale si ritrova regolarmente a correre nel parco e a discutere di fondamenti e conseguenze della fisica moderna. Pragmatico e devoto del- la fisica classica, a volte annaspa di fronte ai comportamenti poco intuitivi del mondo microscopico. La Zia Omeopatica Moglie dell’Ingegnere e amica di famiglia, ha un animo pro- fondamente new age. Tende a osservare il mondo con uno sguardo magico o, come non manca di rimproverarle il Fisico delle Particelle, antiscientifico. Sono famose le loro litigate, fino ad oggi – per fortuna – prive di conseguenze solo grazie agli interventi conciliatori della Signora delle Lettere. Teo Fisico teorico, collabora alle ricerche del Fisico delle Parti- celle da dietro la sua lavagna. Più a suo agio con il gesso e le equazioni che con cacciavite e cavi elettrici, condivide con il Fisico delle Particelle il desiderio di comprendere il fun- zionamento intimo della natura, e una certa dipendenza dai caffè mediocri del ristorante del Cern. viii Delmastro.indd 8 30/05/14 13:32 Ogni riferimento a persone esistenti o a fatti realmente acca- duti è deliberatamente voluto, ma questo libro non è un’au- tobiografia, e nessuno dei protagonisti di queste pagine è un personaggio della vita reale. La Pulce, la Signora delle Lettere, l’Ingegnere, la Zia Omeopatica e Teo non sono altro che una scusa per dialogare di fisica, metodo scientifico, particelle, ricer- ca e scoperte. Sono invece reali tutte le persone citate per nome e cognome nel corso del libro. Il Cern, l’acceleratore Lhc, Atlas e gli altri esperimenti esistono anch’essi sul serio, e funzionano più o meno proprio come viene raccontato. Anche il bosone di Higgs, o una particella che gli assomiglia molto, sembra esserci per davvero, e questa, in fondo, è la storia più affascinante di tutte. Delmastro.indd 9 30/05/14 13:32
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