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Dalla nascita del cosmo alla vita sulla Terra

Siamo soli nell’Universo? Come siamo arrivati fin qui? Gli scienziati stanno tentando di dare una risposta a queste grandi domande che suscitano da sempre la nostra perenne curiosità essendo parte profonda della nostra esistenza. Continua a leggere Dalla nascita del cosmo alla vita sulla Terra

Neutrini, le particelle del Big Bang

Alcuni scienziati della University of Huddersfield sono impegnati in una collaborazione internazionale assieme ad altri colleghi appartenenti ad altri istituti nel tentativo di svelare un mistero legato ad una particella che avrebbe giocato un ruolo fondamentale per l’origine dell’Universo.

La scoperta dei neutrini e delle rispettive antiparticelle risale a più di 50 anni fa. I fisici ritengono che queste particelle vennero create in seguito al Big Bang e sono convinti che esse potrebbero fornirci nuovi indizi di vitale importanza per comprendere la natura del nostro Universo. Queste particelle hanno una massa quasi trascurabile, viaggiano con velocità relativistiche interagendo debolmente con la materia e si trasformano mentre si propagano. Quest’ultimo fenomeno, noto come oscillazione dei neutrini, rende queste particelle estremamente elusive. “Per studiare i neutrini, dobbiamo massimizzare la produzione delle rispettive antiparticelle un processo che è alla base della mia ricerca” spiega Adriana Bungau dell’University of Huddersfield e membro dell’International Institute for Accelerator Applications. Questo progetto di ricerca avrà lo scopo di costruire un nuovo acceleratore di particelle nel quale fasci di protoni saranno deviati verso un bersaglio costituito da un cilindro di berillio-9 circondato da un altro cilindro di litio-7 mantenuto a basse temperature. Questo processo permetterà la produzione continua di isotopi del litio-8 che decadranno rapidamente dando luogo ad una elevata formazione di antiparticelle. Bungau è convinta che questi esperimenti sugli antineutrini permetteranno di ricavare nuovi indizi sulla natura e l’origine dell’Universo.

[Abstract: In Search of Sterile Neutrinos]

arXiv: Target Studies for the Production of Lithium8 for Neutrino Physics Using a Low Energy Cyclotron

Dallo studio dei cristalli una nuova ipotesi sull’origine dell’Universo

Secondo un gruppo di fisici teorici dell’Università di Melbourne e della RMIT University, il modello cosmologico standard, o del Big Bang, potrebbe non rappresentare la spiegazione più adatta per descrivere l’origine dell’Universo.

Gli scienziati hanno studiato il sistema delle crepe e delle fessure che si formano nei cristalli, incluso il ghiaccio, e da qui le nostre conoscenze sulle fasi primordiali della storia dell’Universo potrebbero essere rivoluzionate: in altre parole, secondo gli scienziati l’Universo sarebbe emerso da uno stato fisico analogo a quello in cui si trova l’acqua mentre sta ghiacciando. “Gli antichi filosofi greci si domandavano di che cosa fosse costituita la materia: si trattava forse di una sostanza continua o di singoli atomi?” spiega James Quach investigatore principale di questa ricerca. “Oggi, grazie a potenti microscopi, sappiamo che di fatto la materia è composta di atomi. Migliaia di anni dopo, Albert Einstein assunse che lo spazio e il tempo costituissero una entità continua, lo spaziotempo, ma oggi si ritiene che che questa ipotesi potrebbe non essere valida su scale subatomiche. Una teoria più moderna, nota come gravità quantistica, suggerisce che lo spazio può essere fatto di piccole entità indivisibili, come gli atomi, analoghe ai pixel che formano una immagine sullo schermo. Il problema è che queste entità sono così piccole che risulta alquanto complicato osservarle direttamente”. Quach e colleghi ritengono comunque che potrebbero aver trovato il modo di osservare questi mattoni fondamentali dello spazio in maniera indiretta. “Pensiamo all’Universo primordiale come ad una sostanza liquida. Man mano che si raffredda, ‘cristallizza’, per così dire, nelle tre dimensioni spaziali e in una dimensione temporale a cui siamo abituati. Quindi, man mano che l’Universo si raffredda, ci aspettiamo che si formano delle crepe simili a quelle che si vedono quando l’acqua diventa ghiaccio. L’utilizzo di questa analogia è dovuto al fatto che l’acqua non ha forma. All’inizio di tutto non c’era nemmeno lo spazio, lo spazio non esisteva perchè non c’era alcuna forma”. Andrew Greentree della RMIT University è convinto che questi difetti di struttura possano essere osservati. “La luce o altre particelle potrebbero mettere in evidenza questi difetti topologici e, in teoria, noi potremmo rivelarli”, dichiara Greentree. Gli scienziati hanno calcolato alcuni di questi difetti topologici e se le loro previsioni saranno verificate sperimentalmente ci si aspetta di risolvere una volta per tutte la questione relativa alla struttura stessa dello spazio, cioè se è continuo e regolare o se invece è costituito da piccolissime entità indivisibili. Insomma, secondo gli studiosi pare proprio che la storia sulla nascita dell’Universo debba essere riscritta. “Uno dei problemi più grossi con il modello cosmologico standard è proprio il ‘bang’, cioè l’esplosione dello spazio: qui le leggi della fisica cessano di essere valide” spiega Quach. Dunque, se le previsioni teoriche saranno confermate dalle osservazioni, il modello del Big Bang potrebbe diventare obsoleto ed essere sostituito con una nuova ipotesi detta del Big Freeze.

ArXiv: Domain structures in quantum graphity