15 settembre 2017

materia oscura2

La materia oscura, a differenza della materia ordinaria, non emette radiazione elettromagnetica in nessuna banda di frequenza: né nel visibile, né nell'infrarosso, né nell'ultravioletto, né nelle radiofrequenze, né nelle microonde, ...

Se non emette luce non possiamo "vederla" coi nostri strumenti di misura, ma allora come facciamo a sapere che esiste e compone circa il 26% del nostro Universo?


a) a causa della rotazione anomala delle galassie;
b) a causa dell'espansione accelerata dell'Universo;
c) entrambe le risposte precedenti sono esatte;
d) la produciamo negli acceleratori di particelle.


Motivare la risposta.

La risposta corretta è la a) infatti osservando la rotazione delle galassie si nota che, considerando l’attrazione gravitazionale di tutte le stelle, pianeti e gas che formano le stesse galassie, questa non è sufficiente per contrastare la loro velocità di rotazione. Tutti gli oggetti sarebbero dovuti volar via allontanandosi tra loro. Si ipotizza quindi l’esistenza di ulteriore materia, almeno qualche centinaio di volte più abbondante di quella visibile dal telescopio, che tiene insieme le strutture cosmiche. La risposta b) si riferisce all’ipotesi dell’Energia Oscura mentre, per la d), ancora non vi è evidenza di produzione di materia oscura con gli acceleratori di particelle.

I più veloci a rispondere correttamente sono stati Giovanni da Firenze e Gianluca da Potenza

 


15 giugno 2017

flash

Una particella può viaggiare a una velocità maggiore di quella della luce?

a) no, mai!
b) solo se non siamo nel vuoto.
c) solo se si tratta di fotoni.
d) solo se si tratta di elettroni.

Indicare la risposta corretta e dare una breve spiegazione

La risposta giusta è la b.

Una particella può viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce, ma solo all'interno di un mezzo materiale e mai nel vuoto.
L'esistenza di una velocità limite in ogni sistema di riferimento inerziale è uno dei postulati su cui si fonda la teoria della relatività ristretta di Einstein: questa velocità è quella della luce nel vuoto.
Al contrario, in un mezzo (come per esempio il vetro, l’aria o l’acqua) un'onda elettromagnetica viene rallentata, un po’ come una persona in mezzo alla folla cammina più lentamente che in un posto deserto.
Può capitare quindi che una particella che attraversi un mezzo si muova con velocità maggiore a quella della luce in quello stesso mezzo. Si verifica allora il fenomeno dell’emissione di radiazione Cherenkov, dal nome del fisico russo che la scoprì, analogo alle onde d'urto emesse da un aereo in volo a velocità supersonica.

* Vincitori: Eros da Merano e Imma da Napoli *

 

 

13 luglio 2017

 

mensile sxt

Mesoni e Barioni sono particelle non elementari della famiglia degli adroni, particelle formate da quark.
Quali delle seguenti affermazioni è l'unica vera?

a) i mesoni contengono solo quark pesanti;
b) i barioni possono contenere due quark pesanti;
c) i barioni sono sempre elettricamente neutri.

Motivare la risposta

la riposta giusta è la b).
Particelle composte da tre quark (o da tre antiquark) - come il protone e il neutrone  - vengono dette barioni, mentre se sono composte da un quark e un antiquark si chiama mesoni. Barioni e mesoni sono anche detti adroni.
La risposta a) è sbagliata perché ci sono mesoni come il pione carico, composto da un quark e un antiquark entrambi leggeri.
La risposta c) è sbagliata perché ci sono barioni, come ad esempio il protone, con carica elettrica.
La risposta b) è giusta e lo conferma la recente scoperta dell'esperimento LHCb che ha misurato l'esistenza di un barione (che è stata chiamato Ξcc++) con due quark pesanti.

Per approfondimenti:
News e Percorso
*I  vincitori sono Maria Pia  da Brindisi e Roberto da Cuneo *

18 maggio 2017

force strong1

Una delle quattro forze fondamentali è la forza forte, che risulta essere:

a) intensa quanto la forza gravitazionale

b) circa 100 volte più intensa della forza gravitazionale

c) 1.000.000 di volte più intensa della forza gravitazionale

d) >>1.000.000.000.000 di volte più intensa della forza gravitazionale

Indicare la risposta corretta e spiegare di cosa è responsabile la forza forte.

La risposta corretta è la D.
La forza forte è responsabile dell'unione dei quark che si combinano a formare le particelle adroniche, cioé i mesoni e i barioni. I barioni più comuni sono i protoni ed i neutroni che formano il nucleo atomico. Questa forza è anche alla base delle forze che che si esercitano tra adroni, come il legame nucleare che determina l'unione dei protoni e neutroni nel nucleo. La forza forte è una delle 4 forze fondamentali, assieme alle forze elettromagnetica, debole e gravitazionale.
In particolare, la forza forte è circa 1040 volte più forte della forza gravitazionale.

Per approfondimenti: http://scienzapertutti.lnf.infn.it/7-le-forze-fondamentali

* Vincitori: Enrica di Padova e Francesco di Torino *


19 Aprile 2017

Concorso mensile aprile 2017

 

strette manoA una festa sono presenti N persone e ognuna di loro scambia una stretta di mano
con tutti gli altri invitati. In totale
avvengono 105 strette di mano.

Quanti sono gli N invitati presenti alla festa?

Motivare la risposta

 

 

 

Risposta quesito Aprile
La risposta esatta è N=15.
Infatti, se sono presenti N invitati alla festa, il primo stringerà (N-1) mani, il secondo  N-2 (per non contare 2 volte la prima stretta di mani) e così via.
Ovvero abbiamo la sommatoria:
(N-1)+(N-2)+...+(N-N)
Raccogliendo tutti gli N si ottiene:
N*N meno la sommatoria di tutti i numeri naturali da 1 a N, quest'ultima è pari a N(N+1)/2
Si ottiene dunque:
N*N-N(N+1)/2 = N(N-1)/2
Risolvendo quindi la semplice equazione si secondo grado N*(N-1)/2 = 105 si trova n=15.

* Giacomo da Roma e Luca da Andalo (TN) *

 


15 marzo 2017

lastraUn elettrone, un muone ed un pione negativo che viaggiano quasi alla velocità della luce (energia di circa 100 GeV ciascuno), ad un certo punto collidono contro una lastra di ferro spessa 0.5 metri. Dietro il ferro viene posto un rivelatore che conta le particelle cariche che lo attraversano. Il rivelatore conta 1, il che significa che all'uscita della lastra di ferro è rimasta una sola particella delle tre iniziali. Quale delle tre è più probabile che sia quella rivelata dal contatore posto dopo il ferro? E quale delle tre quasi sicuramente non lo è? Motivare la risposta.
Soluzione: La particella che sopravvive all'interazione col ferro è un muone.

Tale particella interagisce elettromagneticamente molto meno dell'elettrone, avendo una massa 200 volte più grande. Il pione ha una massa poco più grande del muone e quindi dal punto di vista elettromagnetico ha un'interazione simile a quella del muone. Il pione però, essendo formato da un quark ed un antiquark, può interagire adronicamente con i nuclei del ferro, creando altre particelle e dando origine a quello che si chiama sciame adronico in cui vengono prodotti a cascata adroni di sempre minor energia e che, a tali energie, alla fine vengono completamente assorbiti. L'elettrone infine, essendo la particella carica più leggera, interagisce in modo elettromagnetico con il ferro, generando uno sciame elettromagnetico di fotoni, elettroni secondari e positroni di energia sempre minore e che, alla fine, vengono assorbiti in 0.5 m di ferro. L'elettrone è pertanto la particella che quasi sicuramente non arriva alla fine del ferro.

* Vincitori: Alex di Udine e Rachele di Torino*

 

22 febbraio 2017

barcaUn pescatore è in un lago artificiale chiuso, nella sua barca. Sul fondo della stessa è appoggiata una palla di ferro. Ad un certo punto il pescatore lancia palla in acqua. Cosa succede al livello del lago? Motivare la risposta.
a) si alza
b) si abbassa
c) non subisce variazioni

Il principio di Archimede dice che un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto uguale al peso del fluido spostato. Il peso totale del sistema barca + pescatore + palla di Ferro è lo stesso del peso dell'acqua spostata. Togliendo la palla di Ferro dalla barca, secondo il principio di Archimede, diminuisce anche il peso, quindi il volume, dell’acqua spostata. Il risultato è quindi una diminuzione del livello del lago. A questo punto però la palla, trovandosi sul fondo del lago, sposterà un volume d’acqua esattamente pari al suo volume. Quest'ultimo risulta però essere inferiore a quello d’acqua spostato inizialmente dal peso della palla stessa, che si trovava nel sistema galleggiante barca+pescatore+pallina, dato che la densità del Ferro è di circa 8 volte maggiore di quella dell’acqua. Il risultato finale è quindi una diminuzione del livello del lago quando la palla viene gettata dalla barca sul fondo dello stesso.

* Vincitori: Roberto di Brindisi Mario di Palermo *

Archivio domande/risposte 2016

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