Quando la fisica appassiona: il nostro incontro con Catalina Curceanu

Quale sarebbe la vostra reazione se, un bel giorno, vi dicessero che la fisica non è quella materia così strana ed incomprensibile (ai più), che tanto tormenta le vite degli studenti dei licei?
Restereste di stucco, proprio come i ragazzi del nostro Istituto che lo scorso giovedì 14 marzo, nell’Aula Magna della scuola, hanno avuto l’onore di incontrare Catalina Curceanu, prima ricercatrice presso l’I.N.F.N di Frascati.
“Oggi sono qui, per parlarvi di qualcosa di meraviglioso: la fisica”, esordisce la studiosa. Poi prosegue: “Ragazzi, dovete sapere che lo scopo principale del fisico non è soltanto quello di spiegare il mondo, ma anche l’intero universo, e per capirlo, l’essere umano ha condotto diversi studi che lo hanno portato a racchiudere le numerose scoperte in due grandi teorie: la meccanica classica e la meccanica quantistica. Se la prima vanta origini davvero lontane (basti pensare a Galileo Galilei e le leggi della relatività da lui formulate) la seconda venne al mondo solo nel 1936, quindi neppure un secolo fa”.

Catalina Oana Curceanu appena insignita dell’onorificenza di Cavaliere della Repubblica Rumena per i traguardi scientifici raggiunti.
Fonte: Pagina Facebook dell’INFN – Laboratori internazionali di Frascati

Infatti, pensandola su larga scala, la fisica quantistica è una materia “ancora in fasce”, se paragonata alla sua antenata Classica; tuttavia, la sua nascita fu quasi necessaria poiché le scoperte scientifiche e gli studi condotti a partire dall’Ottocento sull’atomo non permisero di spiegare alcuni fenomeni, come ad esempio l’orbita degli elettroni. Per spiegare tutto ciò, bisogna però introdurre un altro concetto che viene chiamato “la teoria del corpo nero”: per capirlo è necessario immaginare di essere in un forno, completamente al buio; secondo le aspettative, la luce non dovrebbe esserci mentre, in base alle osservazioni fatte, a causa dell’aumento di temperatura, e quindi anche di calore, le particelle iniziano a sprigionare una luce di colore rosso. Mettendo su di un grafico tale esperienza è stato possibile interpretare che l’onda (la luce), dato l’aumento di temperatura, raggiunge un picco massimo e poi riscende.
Questa considerazione permise al fisico Planck di considerare che l’emanazione dell’energia da parte delle particelle fosse trasmessa non in maniera continua, ma come in “pacchetti di energia”, denominati quanti. Ciò permise, di conseguenza, di spiegare le orbite degli atomi intorno ai quali ruotano gli elettroni: essi non sono disposti in maniera caotica nello spazio ma, al contrario, sono concentrati in spazzi ben definiti, gli orbitali.
Un altro comportamento anomalo che favorì a sua volta la nascita della fisica quantistica riguarda la natura della luce, che attraverso l’effetto fotoelettrico viene studiata in maniera corpuscolare (ad esempio i fotoni, le particelle dei pannelli fotovoltaici), mentre come nel caso sopracitato essa viene studiata come fenomeno ondulatorio.

I laboratori nazionali di Frascati. Fonte: sito web dell’INFN

Visti i risultati lo studioso Schrödinger cercò di teorizzare il principio alla base della meccanica quantistica, ovvero il principio di sovrapposizione: un fenomeno può avere ben più di una soluzione. Egli portò l’esempio passato alla storia come “ il gatto di Schrödinger”, secondo il quale, racchiudendo un gatto in una scatola con una fiala di cianuro e un sistema che permetta di romperla e far agire il veleno nel giro di un’ora, il gatto dopo 60 minuti per lo scienziato, se non ha ancora aperto la scatola, sarà sia vivo che morto allo stesso tempo perché non è detto che il veleno abbia fatto completamente effetto.
Oggigiorno, queste teorie sono state applicate per l’ideazione dei computer quantistici che, a differenza dei normali computer, hanno hardware in grado di leggere i codici binari non solo come una successione di 0 e 1 ma come l’insieme di 01 capaci di decodificare messaggi di crittografia quantistica o anche lunghe stringhe di proteine.
“Ad oggi però, è necessaria ancora molto studio e molta ricerca e chissà che magari dietro qualcuno di voi non si celi un nuovo Albert Einstein o una nuova Marie Curie – dice Catalina Curceanu sul finire della spiegazione – l’augurio più grande che posso rivolgervi è quello di non abbattervi davanti alle difficoltà e fare delle vostre debolezze nuovi punti di forza, che possano dare quel valore aggiunto alla vostra persona, in grado di renderla unica nel suo genere”.

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