Galileo Giornale di scienza e problemi globali

I conti tornano

Il peso del protone? È standard. I ricercatori della Bergische Universitat Wuppertal, dell'Università Eötvös di Budapest, del centro di ricerca della Helmholtz Gesellschafte di Jülich e del Cnrs francese hanno dimostrato che il Modello standard, che descrive a livello quantistico le particelle elementari e le loro interazioni, è in grado di predire esattamente la massa dei protoni.

La massa del protone è nota dall'inizio del secolo scorso, ma, fino a oggi, i fisici teorici non erano mai stati in grado di ricavare il suo valore deducendolo semplicemente dal calcolo, senza utilizzare metodi sperimentali.

La descrizione quantitativa di un sistema quantistico è estremamente complessa: i protoni sono costituiti da quark e gluoni, particelle “virtuali” (che costituiscono il 95% della massa del nucleo), la cui esistenza non è legata ai parametri classici che applicheremmo a oggetti macroscopici, bensì a funzioni di probabilità.

Per affrontare il problema, il gruppo di ricercatori europei ha sfruttato uno strumento d'avanguardia, il supercomputer Jugene (Germania), e un modello teorico in grado di semplificare lo scenario: la cromodinamica quantistica (Qcd) su reticolo.

La Qcd su reticolo è un approccio risalente agli anni Settanta, che prevede di considerare lo spazio-tempo non più come continuo, bensì come un reticolo a quattro dimensioni, rappresentato da punti discreti distanti fra loro. La spaziatura fra i punti rappresenta il grado di approssimazione del modello. Grazie alla potenza di calcolo del supercomputer è stato possibile risolvere le equazioni per reticoli sempre più fini, ed estrapolare la soluzione per lo spazio continuo, ottenendo l'accordo fra i dati della simulazione e quelli sperimentali.

I risultati, pubblicati su Science, costituiscono un incoraggiante presupposto per l'applicazione della Qcd su reticolo a tutte quelle situazioni in cui l'esperimento è impossibile. Il trionfo della teoria sulla pratica. (l.c.)

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  Tempo e stress

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  Introduce: Lorenzo Mannella, Galileo

  Lo “stress” è legato alle fantasie sul futuro: anche se in un dato momento proviamo un grande disagio, non ci sentiamo molto stressati a meno di non immaginare che il disagio si protrarrà nel tempo. Tre milioni di anni fa, i nostri antenati erano in competizione con altri animali selvatici nella savana africana. Essi sopravvissero perché ereditarono una risposta di “combattimento o fuga” che li aiutava ad affrontare l’emergenza con azioni tempestive in caso di minaccia, e perché svilupparono la capacità di pensare al passato, immaginare il futuro e pianificare azioni di conseguenza. Mentre questi sistemi, presi singolarmente, contribuivano in maniera efficace al miglioramento della sopravvivenza, operando insieme sono diventati una fonte di stress continuo. Fortunatamente molte culture umane hanno finito col trovare dei modi per allenare la mente a sospendere questa costante pianificazione della sopravvivenza, astrarsi dal flusso di pensieri e assaporare il momento presente. Questa conferenza esplorerà i modi in cui la scienza moderna sta adattando queste tecniche antiche per alleviare lo stress del mondo moderno.

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