Concorso Mensile di SxT

**La domanda di dicembre sarà pubblicata martedì 13 dicembre alle 16.30**

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Archivio domande/risposte

 

15 novembre 2022

particella strana

Quale di queste particelle si può definire "strana"?
a. protone
b. pione
c. kaone
d. neutrone
 
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 **Vincono il concorso mensile di novembre Rosario di Gragnano e Raffaella di Pavia**
 
La risposta corretta è c) kaone.
I Kaoni o mesoni K sono particelle formate da un quark e un anti quark, di cui uno dei due è il quark strange ("strano"). La violazione di simmetria tra materia e antimateria è stata osservata per la prima volta nel 1964 da James Cronin e Val Fitch studiando i decadimenti di queste particelle strane. Per tale scoperta furono insigniti del premio Nobel per la fisica nel 1980. 
Da allora, sono diversi gli esperimenti che nel mondo hanno continuato e continuano a studiare lo strano comportamento dei mesoni k per cercare nuova fisica oltre il Modello Standard.
 
 
 

18 ottobre 2022

Vincitori del Premio Nobel per la fisica 2022Recentemente, il premio Nobel per la Fisica 2022 è stato assegnato ad Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger per gli esperimenti che hanno aperto la strada alla scienza dell'informazione quantistica.

Quale peculiare effetto della Fisica Quantistica è alla base di questi studi?
a. Effetto Fotoelettrico
b. Principio di Indeterminazione 
c. Entanglement
d. Principio di Esclusione
 
 **Vincono il concorso mensile di ottobre Dennis di Cagliari e Luca di Perugia*
 
La risposta corretta è la c. Entanglement.
I tre scienziati sono infatti stati premiati per i loro esperimenti con fotoni "entangled" (intrecciati) che hanno stabilito la violazione delle disuguaglianze di Bell, facendo da apripista alla scienza dell'informazione quantistica.

Per approfondimenti: Percorso ScienzaPerTutti "La discontinuità della natura" https://scienzapertutti.infn.it/1-la-continuita-dello-spazio-e-del-tempo

13 settembre 2022

donna in laboratorio, pixabayQuale tipo di acceleratore di particelle può essere presente in un ospedale per produrre radiofarmaci per terapie antitumorali?

a) protosincrotrone
b) ciclotrone
c) collisore elettrone-positrone
d) nessuno dei precedenti
 
Motivare la risposta e scrivici a Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. per vincere i nostri favolosi gadget!
 
 **Vincono il concorso mensile di settembre Michele di Palermo e Paolo di Fermo*
 La risposta corretta è la b) ciclotrone
Diversi ospedali, anche in italia, possiedono ciclotroni per la produzione di radiofarmaci. Anche ai Laboratori di Legnaro dell'INFN, il ciclotrone SPES viene utilizzato per la produzione di radioisotopi innovativi per applicazioni mediche nel campo della diagnostica e della terapia.
 

12 luglio 2022

neutrini; credits CERNIeri alla conferenza internazionale ICHEP 2022, il premio Nobel Takaaki Kajita è intervenuto in diretta da Tokyo con una lezione sulla storia del neutrino e delle tante scoperte sperimentali che si sono susseguite da quando nel 1930 Wolfang Pauli ne propose l'esistenza. Elenchiamo qui alcune di queste scoperte:

a) Esistenza di 3 tipi di neutrino;
b) Il neutrino ha massa;
c) Il neutrino è l'antiparticella di se stesso;
d) I neutrini di un tipo possono trasformarsi in neutrini di un altro tipo.
Quale delle caratteristiche del neutrino riportate NON è mai stata scoperta?
 **Vincono il concorso mensile di luglio Gabriella di Marano di Napoli e Laura di Montichiari**
 

La risposta esatta è la c) Il neutrino è l'antiparticella di se stesso.

Fin dagli studi di Ettore Majorana, fisico teorico della scuola di Enrico Fermi, i fisici si sono chiesti se il neutrino e l'antineutrino siano in realtà la stessa particella.
Questa domanda non ha ancora una risposta e gli esperimenti sul "doppio decadimento beta senza neutrini", come CUORE e CUPID ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, stanno cercando una risposta a questa domanda.

14 giugno 2022

segnale

L'istogramma riportato rappresenta la massa di una particella scoperta 10 anni fa. Di quale particella si tratta?

a) Neutrino
b) Quark top
c) Bosone di Higgs
d) Gravitone
  
 
 **Vincono il concorso mensile di giugno Noemi da Catania e Marco da Rapallo**
 
La risposta corretta è la c) Bosone di Higgs
L'istogramma mostra quella che in gergo tecnico viene definita "massa invariante". In pratica, dall'energia e dalla massa delle particelle rivelate, si può risalire alla massa della particella che le ha generate. La piccola gobba corrispondente a una massa di 125 (GeV) testimonia la produzione di bosoni di Higgs, scoperta annunciata dal CERN il 4 Luglio del 2012. 
 
 
 

17 maggio 2022

LHC, immagine del CERN

L'acceleratore LHC del CERN funziona dal 2009 facendo collidere fasci di protoni.
Se pesassimo tutti i protoni utilizzati fino ad ora per formare i fasci di particelle, quale sarebbe il loro peso?

a) Pochi microgrammi
b) Pochi grammi
c) Pochi chili
d) Poche tonnellate
  
 
 **Vincono il concorso mensile di maggio Letizia da Terlizzi e Marco da Rapallo**
 
La risposta corretta è la a) pochi microgrammi

I fasci di LHC sono composti da alcuni migliaia di miliardi di protoni che durano circa 10 ore per poi venire buttati via quando il loro numero è sensibilmente diminuito. Nuovi e intensi fasci vengono così iniettati di nuovo. Anche se i numeri sembrano enormi, la massa di un singolo protone è di soli 1.7 × 10-24 grammi. Quindi al momento sono stati usati pochi microgrammi di protoni.

 
 
 

12 aprile 2022

decadimento beta, public domain

Quale di queste particelle è uno dei mediatori della forza nucleare debole?
a) Gluone
b) Fotone
c) Bosone W
d) Gravitone
 
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 **Vincono il concorso mensile di aprile Giorgio di Betelli e Susanna di Perugia**
 
La risposta corretta è la c) Il bosone W
le interazioni deboli sono responsabili del decadimento di quark e leptoni. Le particelle mediatrici delle interazioni deboli sono due bosoni W - uno con carica elettrica positiva ed uno con carica elettrica negativa - e un bosone Z con carica elettrica nulla, tutti e tre hanno massa diversa da zero. Il raggio d'azione della forza debole è estremamente piccolo e solo di rado due particelle si trovano abbastanza vicine da sentire l'una la forza dell'altra. Il raggio d'azione della forza è così piccolo perché i bosoni W e Z che la mediano sono molto pesanti (il bosone W è 80 volte la massa del protone, mentre il bosone Z è 91 volte la massa del protone), così pesanti che è difficile per due particelle scambiarseli! Ne segue che anche l'intensità relativa delle interazioni deboli è estremamente piccola, tanto piccola che i processi di decadimento sono in generale eventi molto rari. Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/5-linterazione-debole
 
La storia del bosone W è una storia molto italiana. Per la scoperta del bosone W, oltre che del bosone Z, Carlo Rubbia è stato infatti insignito del premio Nobel per la fisica nel 1984. Una storia che continua ancora oggi a tingersi dei colori del nostro paese, come dimostra la pubblicazione su Science, lo scorso 8 aprile, dell’ultimo atteso articolo firmato dalla collaborazione internazionale dell’esperimento Collider Detector at Fermilab (CDF), a cui l’Italia partecipa con l’INFN. L’articolo, che ha conquistato anche la copertina della prestigiosa rivista scientifica, riporta i risultati sulla misura più accurata di sempre del valore della massa del bosone W, effettuata analizzando l’intero set di dati acquisiti da CDF dal 2001 al 2011. Oltre a rappresentare l’ultimo successo della fisica italiana nello studio della forza elettrodebole, il risultato, in tensione con le previsioni teoriche, potrebbe anche indicare l’esistenza di fenomeni fisici ancora sconosciuti, che aprirebbero la strada a una fisica oltre il Modello Standard.
 
 

15 marzo 2022

George Gamow, immagine da AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection

George Gamow, nativo di Odessa, parlò per primo di un effetto fisico necessario a spiegare il decadimento alfa. Di quale effetto stiamo parlando?
a) Effetto Joule
b) Effetto tunnel
c) Effetto Doppler
d) Effetto fotoelettrico
 
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 **Vincono il concorso mensile di marzo Luigi da Genova e Andrea da Rieti**
 
La risposta giusta è b) Effetto tunnel

L'effetto tunnel fu utilizzato per la prima volta nel 1928 dal fisico ucraino George Gamow per spiegare il decadimento alfa, nel quale una particella alfa (un nucleo di elio) è emessa da un nucleo perché riesce a superarne la barriera di potenziale.

Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/chiedi-allesperto/tutte-le-risposte/511-21-cosa-e-il-tunnel-quantistico

 
 

15 febbraio 2022

immagine di alcuni pianeti

Quale grande fisico italiano ha studiato il comportamento delle particelle "strane"?
a) Ettore Majorana
b) Enrico Fermi
c) Nicola Cabibbo
d) Riccardo Giacconi
 
 
 **Vincono il concorso mensile di febbraio Marco da Trento e Daniela da Milano**
 
La risposta giusta è c) Nicola Cabibbo
I suoi studi sull'interazione debole, nati per spiegare il comportamento delle particelle strane, hanno permesso, grazie all'ampliamento dell'idea originaria da lui proposta nel 1963, di formulare l'ipotesi dell'esistenza di almeno tre famiglie di quark.  L’articolo in cui Cabibbo spiegava il suo modello [1] non solo aprì la strada alla comprensione delle interazioni deboli, ma è anche l’articolo di fisica più citato di tutti i tempi. [1]  https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.10.531
Per approfondimenti:  https://scienzapertutti.infn.it/rubriche/biografie/905-nicola-cabibbo
 

11 gennaio 2022

immagine di alcuni pianeti

Quale delle seguenti affermazioni NON è vera ?
a) Nel 2061 la cometa di Halley tornerà a essere visibile
b) Nel 2178 Plutone completerà la sua prima orbita da quando è stato scoperto
c) Tra 200 anni la sonda Voyager-I incontrerà le Nubi di Oort dopo aver viaggiato per miliardi di chilometri
d) In 100.000 anni la Terra avrà rallentato la sua rotazione al punto da avere il giorno lungo 25 ore 
 
 **Vincono il concorso mensile di gennaio Francesca da Lecce e Matteo da Moncalieri**
 
La risposta corretta è la d)

A causa dell'attrito degli oceani e dell'interazione con la Luna e le conseguenti maree, la Terra sta progressivamente rallentando il suo moto di rotazione intorno al suo asse con una perdita media di 1,7 millisecondi per ogni secolo. A un certo punto il giorno durerà 25 ore, ma questo non avverrà in 100.000 anni, bensì in circa 200 milioni di anni.

14 dicembre 2021

immagine di alcuni pianeti

Quale pianeta può definirsi "puzzolente"?
a) Mercurio
b) Venere
c) Urano
d) Plutone
 
 **Vincono il concorso mensile di dicembre Carlo da Marigliano, Mario da Palermo e Laura da Montichiari**
 
La risposta corretta è la c)
Passeggiando su Urano sentireste il tipico odore di uovo marcio. Questo è dovuto all'alta presenza di acido solfidrico, un gas velenoso, che è anche il responsabile del tipico e fastidioso odore delle uova andate a male.

16 novembre 2021

immagine di un aereo

L'aereo A viaggia da ovest verso est. L'aereo B viaggia, con la stessa velocità di A, da est verso ovest.
Quale affermazione è vera?

a) il tempo misurato a bordo di A è identico a quello misurato a bordo di B
b) il tempo misurato a bordo di A è rallentato maggiormente che su B
c) il tempo misurato a bordo di B è rallentato maggiormente che su A
d) il tempo non è rallentato

 
 **Vincono il concorso mensile di novembre Alessio da Bolzano e Noemi da Catania**
 
La risposta corretta è la b) il tempo misurato a bordo di A è rallentato maggiormente che su B
Sappiamo dalla teoria della relatività che il tempo rallenta all'aumentare della velocità. Dato che gli aerei si muovono relativamente all'aria, per l'aereo A che si muove da ovest verso est bisogna aggiungere la velocità' di movimento dell'aria che è, per molti versi, solidale al moto di rotazione della Terra. Tale velocità andrà invece sottratta per l'aereo B.
 

12 ottobre 2021

immagine con un poster alle spalle di una persona (distanza 3 m) e uno specchio danti alla persona (distanza 2 m)

Dobbiamo fare una speciale visita oculistica leggendo una tabella alle nostre spalle che
si riflette in uno specchio piano di fronte a noi.
A che distanza vediamo l'immagine della tabella nello specchio?

a) 2 m
b) 3 m
c) 5 m
d) 7 m

**Vincono il concorso mensile di ottobre Sonia da Roma e Emanuele da Casoria**
 
La risposta corretta è la d) 7 m

La tabella è posta a 5 m dallo specchio e quindi la sua immagine si vedrà a 5 m al di là dello specchio. I nostri occhi distano 2 m dallo specchio e quindi l'immagine della tabella si vedrà a (5+2) m = 7 m di distanza.

14 settembre 2021

 

cruciripassoIl Cruciripasso

A questo link trovate il cruciripasso di ScienzaPerTutti per darvi il ben tornato dalle vacanze. Qui trovate la soluzione!

 

 

 

**I primi dieci ad aver risposto al concorso di fine estate sono Noemi da Catania, João da Montichiari, Ida da Roma, Michele da Ferrara, Francesca da Cuneo, Giorgio da Torino, Irene da Montichiari, Brunella da Matera, Michele da Palermo, Antonella da Matera** 

13 luglio 2021

immagine della medaglia del premio nobelIl 4 luglio, oltre a essere il giorno dell'Indipendenza per gli Stati Uniti, è anche la ricorrenza di una scoperta che di recente si è guadagnata il Premio Nobel. Di quale scoperta si tratta?

a) Onde gravitazionali;
b) Bosone di Higgs;
c) Oscillazioni del neutrino, che mostrano che il neutrino ha massa;
d) Buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia;

 
 **Le più veloci a rispondere alla domanda di luglio sono state Barbara di Ravenna e Laura di Montichiari **
 
La risposta corretta è la b) Bosone di Higgs.
La scoperta del Bosone di Higgs è stata annunciata dalle collaborazioni degli esperimenti ATLAS (portavoce Fabiola Gianotti) e CMS (portavoce Joseph Incandela) il 4 Luglio in una conferenza tenutasi all'Auditorium del CERN a cui erano presenti anche Peter Higgs e François Englert, che per la scoperta hanno vinto il Premio Nobel  nel 2013.
 
 

15 giugno 2021

immagine della camera a nebbia con le tracce del primo neutrino rivelatoI neutrini possono interagire mediante:
a) interazione elettromagnetica 
b) interazione nucleare forte 
c) interazione nucleare debole 
d)  nessuna delle precedenti

 
**I più veloci a rispondere alla domanda di giugno sono stati Lucas da Andilly e Sara da Lucca**
 
La risposta corretta è la c).

I neutrini interagiscono per interazione debole. Non interagiscono elettromagneticamente perché sono neutri e non interagiscono forte perché privi di carica di colore.
Per approfondimenti: https://scienzapertutti.infn.it/3-accoppiamento-dei-neutrini

18 maggio 2021

esperimento muon g-2 al fermilab

Recentemente l'esperimento del FERMILAB Muon g−2 ha confermato i risultati di un precedente esperimento sui muoni effettuato al Brookhaven National Laboratory, facendo intravedere la possibilità di una nuova fisica. 
La domanda è questa, per cosa sta "g-2" nel nome dell'esperimento?

a. La carica del muone;
b. Il momento magnetico anomalo del muone;
c. Lo spin del muone;
d. Nessuna delle risposte precendenti.
 
Motivare la risposta.
 
**I più veloci a rispondere alla domanda di maggio sono stati Noemi di Belpasso e Giovanni da Siena.**
 
La risposta corretta è la b.
Come gli elettroni, anche i muoni sono dotati di spin e possiedono un momento magnetico, ovvero producono un campo magnetico del tutto analogo a quello di un ago di bussola. All'interno dell'anello di Muon g-2, il momento magnetico dei muoni acquista un moto di precessione attorno alla direzione del campo magnetico, analogo a quello di una trottola in rotazione. L'esperimento misura con altissima precisione la frequenza di questo moto di precessione dei muoni. Il Modello Standard prevede che per ogni particella il valore del momento magnetico sia proporzionale a un certo numero, detto "fattore giromagnetico g", e che il suo valore sia leggermente diverso da 2, da qui il nome "g-2" o "anomalia giromagnetica". Il risultato di Muon g-2 evidenzia una differenza tra il valore misurato di "g-2" per i muoni e quello previsto dal Modello Standard, la cui previsione si basa sul calcolo delle interazioni dei muoni con particelle "virtuali" che si formano e si annichilano continuamente nel vuoto che li circonda. La discrepanza tra il risultato sperimentale e il calcolo teorico potrebbe quindi essere dovuta a particelle e interazioni sconosciute di cui il Modello Standard non tiene conto. Con il risultato ottenuto grazie al primo set di dati raccolti da Muon g-2, l'esperimento ha quindi compiuto un importante passo verso la possibile dell'esistenza di fenomeni di nuova fisica.

14 aprile 2021

raggi cosmici

Per quale principio due elettroni non possono stare in uno stesso stato quantico?

a. principio di indeterminazione di Heisenberg
b. principio di esclusione di Pauli
c. principio di complementarietà di Bohr
d. nessuno dei precedenti, due elettroni possono stare su uno stesso stato quantico

**Luca di Genova e Martina di Maglie sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 14 aprile**

La risposta corretta è la b.
Due elettroni non possono stare sullo stesso stato quantico per il principio di esclusione di Pauli.
Il principio di esclusione di Pauli, formulato da  Wolfgang Pauli nel 1925, è un principio della meccanica quantistica che afferma che due fermioni identici non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico.
Il principio si applica solo ai fermioni, ovvero particelle con spin semi-intero, che includono protoni, neutroni ed elettroni, le tre particelle che compongono la materia ordinaria. Esso non è valido per i bosoni, ovvero le particelle con spin intero.

Per approfondimenti:

17 marzo 2021

raggi cosmici

Prodotti in alta atmosfera dalle collisioni dei raggi cosmici con i nuclei atomici delle molecole d’aria, i muoni sopravvivono circa 2,2 microsecondi prima di decadere, producendo un elettrone e due neutrini. Poiché viaggiano quasi alla velocità della luce, in 2,2 microsecondi (vita media) i muoni dovrebbero percorrere circa 660 m, ma allora come fanno a raggiungere la Terra dall'alta atmosfera?

**Giada di Brescia e Marco di Bologna sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 17 marzo**

 I muoni  che vengono prodotti in alta atmosfera, a decine di km dalla Terra, viaggiano a velocità prossime a quella della luce. Per questo sono considerati relativistici e per loro non sono trascurabili gli effetti della Relatività Speciale teorizzata da Einstein: la dilatazione dei tempi e la contrazione delle lunghezze.
Per noi sulla Terra il tempo dei muoni rallenta. Nel tempo proprio del muone sono sempre trascorsi al massimo 2,2 microsecondi, ma nel sistema di riferimento della Terra, in base all'energia del muone possono passare anche diversi secondi prima che il muone decada. Per esempio, un muone di 1 GeV viaggerà al 99,4% della velocità della luce e il tempo si dilata di 10 volte.  Se l'energia è di 10 GeV la velocità sarà pari al 99,994% di quella della  luce e il muone potrà viaggiare per un tempo circa 100 volte superiore al suo tempo proprio di decadimento e potrà attraversare tutta l'atmosfera.
Possiamo notare che si può vedere anche il problema dal punto di vista del muone e in questo caso, viaggiando così veloci, per i muoni la distanza dall'alta atmosfera al suolo terrestre si contrae e 2,2 microsecondi sono sufficienti per raggiungere la Terra.

15 febbraio 2021

ghiaccioVogliamo andare al mare e portarci del ghiaccio. Di che materiale dovrebbe essere lo stampo perché l'acqua si solidifichi più rapidamente una volta messa nel congelatore?

                    1. vetro
                    2. plastica
                    3. alluminio
                    4. legno

 ** Giuseppe di Milano e Samuel di Pavia sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 15 febbraio **
La risposta corretta è la numero 3: l'alluminio è il miglior conduttore di calore tra quelli elencati e quindi disperde il calore dall'acqua con più facilità aiutando la solidificazione.


20 gennaio 2021

pallina da golf

E se la pallina finisse in un buco che arriva dall'altro lato della Terra passando per il suo centro, che cosa succederebbe?

Con un po' di fantasia pensate alla Terra come a una sfera perfetta, che gli effetti della sua rotazione siano trascurabili e che dentro al tunnel non ci sia l'attrito dovuto all'aria né la temperatura e la pressione elevatissime al centro della Terra. E motivate la risposta!

 ** Raffaella di Zoagno e Andrea di Nuoro sono stati i più veloci a rispondere alla domanda del 20 gennaio **

 

Se fossimo in grado di scavare un tratto di tunnel che andasse direttamente al centro della Terra e di far cadere al suo interno la pallina, il viaggio del povero oggetto non sarebbe tranquillissimo. Prima ancora di aver percorso l'uno per cento del viaggio, la pallina sarebbe sbriciolata dall'immensa pressione e bruciata dal calore. Ma facciamo finta di aver scavato dritto nel nocciolo e che la pallina sia indistruttibile.

In assenza di aria la pallina impiegherebbe circa 20 minuti per raggiungere il centro, arrivando a una velocità massima di circa 40.000 km/h. Superato il centro incomincerebbe a rallentare per poi raggiungere l’altro estremo in un continuo pendolare tra i due estremi. In presenza di aria, la pallina raggiungerebbe rapidamente la velocità asintotica di circa 200 km/h e occorrerebbe un giorno e mezzo di caduta per arrivare al centro. Una volta lì, incomincerebbe a pendolare con periodi sempre più brevi e in poco tempo rimarrebbe bloccata nel centro.


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