Federico Ronchetti Profile picture
Nuclear Physicist @INFN_ Head of operations @ALICExperiment @CERN * Own opinions, NOT VIEWS OF EMPLOYERS * Science begins as philosophy and ends as art.
jean1971 - ıuıssɐq ıuuɐıƃ Profile picture Francesco Venier 🏴󠁧󠁢󠁳󠁣󠁴󠁿 Profile picture Stefano Stocco Profile picture Daniele Chidichimo Profile picture GerGotti Profile picture 9 added to My Authors
26 Feb
1/ Torniamo alla fisica dell’atmosfera. Abbiamo visto il contributo all’effetto serra da vapore acqueo, metano (CH4) e protossido di azoto (N2O). Continuiamo esaminando il Cloro-fluoro-carburi (CFC), esafluoruro di zolfo (SF6), ozono (O3) e particolati.

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2/ L’importanza dei cloro-fluoro-carburi (CFC) è dovuta al fatto che le vibrazioni di stiramento di legame C–F e C–Cl cadono nella regione finestra del vapore acqueo e all’efficienza di assorbimento di queste bande IR che è molto elevata. Image
3/ Queste sostanze (come CFCl3 e CF2Cl2) hanno tempi di permanenza nell’aria lunghi, per cui una molecola di CFC equivale, ai fini dell’effetto serra, a una decina di migliaia di molecole di anidride carbonica. Nonostante ciò l’effetto serra dei CFC è modesto. Image
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23 Feb
Come promesso, riprendo il thread di ieri sull’equazione di #Dirac 👇🏻👇🏻👇🏻
26/ L’ equazione di Dirac rispettava invece i principi fondamentali della teoria quantistica. In particolare, ”Lo stato iniziale di un sistema, determina completamente lo stato dello stesso in un istante successivo”.
27/ Questo significava che l’ equazione d’onda doveva essere un’equazione di differenziale di primo ordine nel tempo: in tal modo, la funzione d’ onda in un qualsiasi istante determinava la funzione d’ onda in un istante successivo.
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22 Feb
1/ All’inizio del XX secolo, c’erano solo due piccole “nubi”, come le chiamava Lord Kelvin (William Thomson) all’orizzonte della fisica. L’incoerenza tra meccanica newtoniana e l’elettromagnetismo di Maxwell e la strana forma dello spettro della radiazione da corpo nero.
2/ Tuttavia le nubi si rivelarono tutt’altro che semplici da dissipare: la prima richiese l’introduzione relatività ristretta da parte di Albert Einstein mentre la seconda portò alla formulazione della meccanica quantistica grazie a Max Planck.
3/ Il lavoro di Planck sulla radiazione di corpo nero segna l’inizio della fisica quantistica e apparve nel 1900. Nel 1905 Einstein pubblicò la teoria speciale della relatività . Contemporaneamente spiegò l’effetto fotoelettrico applicando la teoria quantistica alla luce.
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20 Feb
1/ Di che colore è il tramonto su #Marte? L’atmosfera terrestre è più spessa e densa di a quella marziana quindi la maggior parte della diffusione atmosferica si verifica quando la luce del sole colpisce le molecole d'aria (la foto è mia ed è stata scattata sulla Terra 🙂) 👇👇👇
2/ La diffusione di Rayleigh governa la dispersione della luce sulla Terra: la probabilità è maggiore quando la lunghezza d'onda del fotone è confrontabile con le dimensioni della molecola su cui incide. Inoltre la diffusione avviene in tutto l’angolo solido (tutte le direzioni).
3/ Quindi quando il sole è alto nel cielo, lunghezze d'onda corrispondenti al rosso (che sono le più lunghe nello spettro visibile) non si diffondono molto mentre le lunghezze d'onda blu (che sono le più corte) tendono a diffondersi con grande probabilità.
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11 Feb
1/ Dopo l’acqua e il biossido di carbonio, il metano (CH4) è il terzo gas per importanza nei riguardi dell’effetto serra. Il metano è una molecola composta da 5 atomi quindi presenta molte possibilità di vibrazioni molecolari.
2/ Gli stiramenti dei legami C–H cadono intorno alla lunghezza d’onda dei 3000 nm. In questa regione assorbe anche il vapore acqueo che si trova in maggiore quantità quindi non hanno grande rilevanza per l’effetto serra.
3/ Le vibrazioni di flessione variano l’angolo H–C–H e cadono intorno ai 7700 nm, all’estremità della finestra dell’acqua e, anche per l’elevata intensità di assorbimento, risultano importanti per l’effetto serra.
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6 Feb
1/ Il contributo dell’effetto serra su temperatura del pianeta si apprezza facendo il bilancio energetico della Terra espresso in W/m2. Dividiamo l’intensità I0=1370 W/m2 per 4/come se zone illuminate e ombra parziale e totale assorbissero una radiazione solare di 342 W/m2. 👇👇
2/ Dei 342 W/m2 di radiazione solare, 235 W sono effettivamente assorbiti mentre gli altri 107 sono riflessi nello spazio. Questa frazione, 107/342≈0.3, corrisponde all’albedo. L’atmosfera gioca un ruolo cruciale nel ridurre la quantità di radiazione che arriva alla superficie.
3/ 77 W/m2 (il 22%) sono riflessi nello spazio e non contribuiscono al riscaldamento della Terra che a sua volta emette 390 W/m2 di radiazione IR. Di questa 40 W/m2 sfuggono nello spazio e gli altri 350 vengono assorbiti o riflessi dalle nubi, aerosol e gas.
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30 Jan
1/ A parte una piccola quantità che arriva dall’attività geologica, l’energia ricevuta dalla superficie della Terra viene dal Sole trasportata dalla radiazione elettromagnetica composta per circa 43% di luce visibile, un 5% di ultravioletto e il resto (52%) infrarosso. 👇👇👇
2/ Alla distanza Terra-Sole l’energia che arriva è di circa 1370 W/m2 (costante solare I0). Questo valore non è costante e varia leggermente in relazione alle macchie solari. Le variazioni sono circa l’1 per mille per il visibile e nell’IR; con maggiori variazioni nell'UV.
3/ La quasi totale scomparsa delle macchie solari tra i secc. XVII- XVIII coincise con un periodo di clima più freddo del presente (Piccola Era Glaciale). Buona parte del flusso di energia attraversa l'alta atmosfera e viene assorbito negli strati più bassi e poi dal suolo.
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23 Jan
Anche se ruota, la Luna mostra sempre la stessa faccia alla Terra perché è in rotazione sincrona: fa un giro su se stessa esattamente nello stesso tempo che impiega a fare un giro completo intorno alla Terra (circa 27 giorni e 8 ore). La foto è mia 🙂. Mini thread:👇👇👇
2/ Dalla Terra vediamo circa il 60% della superficie lunare per tre effetti:
- l’asse di rotazione della Luna è leggermente inclinato rispetto al piano della sua orbita
- l’orbita lunare è un po' ellittica
- la Terra ruota su stessa più velocemente della Luna.
3/ A causa di questi effetti che si sommano alla rotazione sincrona, la Luna non mostra sempre esattamente la stessa porzione di superficie a un osservatore sulla Terra, ma oscilla periodicamente con un moto complesso detto di "librazione".
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17 Jan
1/ Si sente spesso parlare di idrogeno come possibile sostituto dei combustibili fossili verso la transizione ecologica e la decarbonizzazione. Nel #PNRR si parla di promuovere e sviluppare la filiera dell'idrogeno.
È la strada giusta? 👇👇👇
2/ L’idrogeno (H) è l’elemento più semplice e più comune in natura. Come tutti sanno, un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno si legano saldamente per formare la molecola dell’acqua dandole le sue peculiari proprietà.
3/ La reazione chimica che lega l’idrogeno all’ossigeno rilascia una grande quantità di energia proprio perché la molecola d’acqua (stato finale) è molto stabile. L’idrogeno è quindi altamente infiammabile.
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11 Dec 20
1/ Per la fusione i due nuclei devono collidere con energia sufficiente a vincere la repulsione elettrostatica tra loro. Le reazioni più favorevoli combinano nuclei di (H:idrogeno, D:deuterio, T:trizio) per produrre tipicamente 4He (elio-4:ppnn).
2/ L'3He viene prodotto solo nella reazione D+D, ma potrebbe essere usato anche come reagente. La differenza tra 3He e 4He non è solo "chimica". L'3He ha un momento magnetico (spin 1/2) ed è un fermione mentre l'4He ha spin zero ed è un bosone.
3/ In pratica 3He sente i campi magnetici. L'3He in natura viene prodotto prevalentemente dal sole. Dato che il pianeta Terra ha una magnetosfera l'3He viene deviato e non riesce a depositarsi sulla superficie del nostro pianeta. Quindi è un elemento rarissimo.
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6 Dec 20
1/ Visto che avete apprezzato la biografia di #Boltzmann e la sua ferrea convinzione che la materia fosse composta di atomi e che il comportamento di questi fosse descrivibile con metodi statistici vale la pena continuare e capire meglio il concetto di entropia.
2/ Chiameremo sistema una certa quantità di materia o una porzione di spazio su cui si può agire fisicamente (per esempio meccanicamente). Un sistema è delimitato da confini (pareti). Tutto all’esterno del sistema e in grado di interagire con esso viene chiamato “ambiente”.
3/ Troviamo 2 tipi di sistemi: CHIUSI (impermeabili al passaggio della materia) e APERTI. Se le pareti del sistema, oltre ad essere impermeabili alla materia, impediscono anche lo scambio di ogni forma di energia, si ha un sistema ISOLATO. L’Universo è un sistema isolato.
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5 Dec 20
1/ Ludwig Boltzmann studiò alle scuole superiori a Linz, dove il padre, impiegato, aveva trasferito la famiglia, poi all’Università di Vienna, dove ottenne il dottorato nel 1866 con una tesi sulla teoria cinetica dei gas. Nel 1869 ottenne la cattedra di fisica teorica a Graz.
2/ Nel 1872 pubblica il primo dei suoi lavori sulla meccanica statistica, dove dimostra la distribuzione di Maxwell per le velocità delle molecole di un gas e introduce una funzione legata all’entropia, ponendo le basi meccaniche del secondo principio della termodinamica.
3/ Infatti, nel 1859 il matematico e fisico scozzese James Clerk Maxwell aveva ipotizzato che le molecole dei gas avessero volume trascurabile rispetto a quello del recipiente in cui erano contenute e che interagissero tra loro senza variazioni di energia.
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25 Nov 20
Il settore 4-5 di #LHC è il primo settore dell'acceleratore a raggiungere la temperatura di operazione di 1.9 K (−271.3 °C) grazie al raffreddamento con elio superfluido. 👇👇👇
2/ Il Large Hadron Collider (#LHC) è il più grande apparato criogenico al mondo e uno dei luoghi più freddi della Terra. Tutti i magneti di LHC sono in realtà elettromagneti - magneti in cui il campo magnetico è prodotto dal flusso di una corrente elettrica.
3/ I magneti principali di #LHC funzionano a una temperatura di 1,9 K (-271,3 ° C), più fredda dei 2,7 K (-270,5 ° C) dello spazio esterno. Il sistema criogenico di LHC richiede 40000 guarnizioni per tubi a tenuta stagna.
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17 Oct 20
1/ Oggi ripropongo una vecchia storia che però spiega molto bene cosa sia una crescita esponenziale. La storia racconta di una partita di scacchi: probabilmente solo una delle tante leggende sulla diffusione del gioco degli scacchi nell’antico Egitto. ⬇️⬇️⬇️
2/ Il gioco degli scacchi è molto antico e non si sa con precisione chi l’abbia inventato, forse i cinesi alcune migliaia di anni fa o potrebbe aver avuto origine in India.
3/ Comunque sia, con il progredire degli scambi commerciali il gioco degli scacchi raggiunse la Persia, dove divenne ben presto molto popolare e dove i pezzi acquisirono le forme ben definite che conosciamo.
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19 Sep 20
1/ Ho potuto leggere alcune parti del libro di Gunter Pauli. E' difficile trovare un solo periodo che non sia invalidato da una qualche disciplina scientifica conosciuta.
2/ Ne riporto qui uno in cui si fa una distinzione mai formulata prima né da Maxwell, né da Einstein, né da Feynman: quella tra onde elettromagnetiche naturali e artificiali. Secondo l'ottimo Gunter le seconde sarebbero polarizzate e quindi "cattive" mentre le prime no.
3/ La distinzione tra onde EM naturali e artificiali non ha alcun senso scientifico. E’ come dire che ci sono elettroni naturali o artificiali. Tutte le frequenze EM conosciute sono prodotte in continuazione da processi naturali terrestri o astronomici.
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14 Sep 20
1/ Come altre attività, anche il #CERN torna a operare normalmente. Entro l’anno prossimo gli aggiornamenti degli esperimenti su abbiamo lavorato negli ultimi 3 anni saranno completati. Un test di collisioni ad alta energia è programmato per l’autunno del 2021.
2/ Spero di poter raccontare “in diretta” tutte queste fasi e quindi scrivo questo thread breve per spiegare alcune nozioni di base della fisica degli acceleratori e degli esperimenti sui collider. Ma cosa si intende quindi per “collider” (collisore)?
3/ Un collider è un sistema di magneti e cavità a radiofrequenza in grado di accelerare e mantenere e far scontrare delle particelle cariche su un’orbita circolare per un tempo lungo: svariate ore.
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23 Jul 20
Vedo che molte persone sostengono il #PianoAmaldi per il sostanziale raddoppio dei fondi per ricerca di base ed applicata per passare dallo 0.5% del PIL 🇮🇹 di oggi (all'1.1% nel 2026). Tuttavia vedo che ci sono alcuni che legittimamente dubitano che la ricerca generi ricchezza.
A chi dubita e anche a chi non dubita voglio sottoporre lo strano caso del Politecnico di Zurigo (ETH, in tedesco):

- Budget Federale CHF 2.5 MLD (2017)
- 21000 impiegati ( con 18 000 FTE)
- 800+ professori (molti eccellenze straniere)
- 30000 tra laureandi e dottorandi
ETH rifornisce il mercato del lavoro svizzero di personale altamente qualificato a livello tecnico-scientifico e manageriale. Oltre alla ricerca di base ETH sviluppa applicazioni che portano a tecnologie disruptive (ossia che rimpiazzano alter tecnologie, prodotti o servizi).
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15 Jul 20
1/ Spesso si sente parlare di nano-tecnologia: ossia della possibilità di realizzare macchine molecolari finalizzate a scopi ben specifici come ripulire le arterie dal colesterolo in eccesso. In realtà alcune macchine molecolari esistono già e si chiamano proteine. 👇👇👇
2/ Le proteine sono macchine molecolari che svolgono funzioni chiave per la vita. Sondano l'ambiente (gusto e olfatto), compiono lavoro meccanico (contrazione muscolare, digestione cibo) e formano strutture (capelli, ossa).
3/ Una grande differenza tra una macchina macroscopica ed una nano-macchina è che la prima dobbiamo assemblarla noi mentre la nano-macchina è in grado di assemblarsi da sola in apparente violazione del secondo principio della termodinamica.
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8 Jul 20
1/ In questi giorni sarete (spero) al mare o al lago e vi potete divertire ad andare in barca o a guardare chi ci va: tutti avete esperienza delle scie che i motoscafi lasciano in acqua: che ci crediate o meno un effetto simile accade con le particelle elementari cariche. 👇👇👇
2/ Se la barca in questione fosse un pattìno ed il rematore molto fiacco allora si muoverebbe lentamente e non riuscirebbe a creare una scia con un fronte d’onda coerente perché le perturbazioni sulla superficie dell’acqua avanzerebbero più velocemente della barca stessa.
3/ Ora guardiamo una barca che avanza in acqua a una velocità superiore alla perturbazione che provoca. Ossia le onde (assumiamole sferiche) della la scia sono sempre “all’inseguimento”: il fronte d’onda piano risultante forma un certo angolo con la direzione del moto.
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26 Jun 20
Intro/1 Lo Stato italiano spende ogni anno in ricerca di
base €6 MLD e in ricerca applicata €3 MLD - in tutto lo
0,5% del PIL - che è la metà di quello che spendono i
Paesi del Nord Europa #UgoAmaldi
Intro/2 Ciò ha conseguenze deleterie sulla nostra
competitività perché la ricerca pubblica è il motore
dell’innovazione tecnologica e dell’introduzione di
nuove forme di lavoro #UgoAmaldi
Intro/3 Il dopo-pandemia è il momento opportuno per
colmare il ritardo italiano nella ricerca pubblica
cominciando con l’aggiungere €1,5 MLD al bilancio 2021
della ricerca pubblica e continuando negli anni
successivi in modo da raggiungere l’1,1% del PIL nel
2026 #UgoAmaldi
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18 Jun 20
Il mistero del fuoco tormentava gli uomini da secoli quando nei secoli XVII e XVIII sembrò iniziare a trovare una soluzione grazie a chimici ancora un po' alchimisti come Johann Becher e Georg Stahl che formularono la teoria del flogisto.
Il flogisto era una "sostanza" che veniva liberata dalla
combustione, la respirazione e la calcinazione (oggi diremmo ossidazione) mentre il calore nasceva dal suo rilascio. La teoria si diffuse molto e rimase in auge fino al XVIII secolo inoltrato.
Però la teoria soffriva di diversi difetti: riscaldando un metallo in aria lo si trasformava nella "calce" (ossido) corrispondente. Secondo la teoria, la calce, formatasi dalla espulsione di flogisto dal metallo doveva essere più del materiale di partenza.
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