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Nobel per la Fisica a Wineland e Haroche per gli studi sull'ottica quantistica

Il Nobel per la Fisica è stato assegnato al francese Serge Haroche e all'americano David J. Wineland per le loro ricerche sperimentali nel campo della fisica quantistica e in particolare dell'ottica quantistica. Grazie ai loro studi e alle loro tecniche in futuro si potranno costruire i computer quantistici. Live Blog

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L'annuncio dei due Nobel per la Fisica al francese Serge Haroche e all'americano David J. Wineland per le loro ricerche sperimentali nel campo dell'ottica quantistica.

Alle 11.45 circa, l'Accademia Reale Svedese delle Scienze assegnerà il premio Nobel per la Fisica 2012.
In questa pagina seguiremo l'evento in diretta e vi racconteremo con notizie, commenti e infografiche la storia dei vincitori e la portata della loro scoperta.
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10.30 - Qualche dato e curiosità sui Nobel per la Fisica:

105: sono i Nobel per la Fisica assegnati dal 1901. In sei occasioni non è stato assegnato: nel 1916, 1931, 1934, 1940, 1941, e 1942. Nel 1922 venne assegnato anche il Nobel del 1921. A vincerlo fu Albert Einstein (Scopri perché venne assegnato soltanto l'anno successivo).
2: le donne a vincere il Nobel per la Fisica: Marie Curie nel 1903 e Maria Goeppert Mayer nel '63
54: l'età media dei vincitori (al momento della consegna del premio)

10.45 - Chi vincerà il Nobel?
Come ogni anno, nei giorni che precedono l'assegnazione del premio si susseguono voci, indiscrezioni e soprattutto previsioni.  Reuters che dal 1989 stila un elenco dei “papabili”, per quest’anno fa tre ipotesi, ma non prende in considerazione nulla che abbia a che vedere con il bosone di Higgs. In realtà sono molti coloro che si aspettano un riconoscimento per questa spettacolare scoperta.
Ma c'è un problema. Anzi più d'uno. Nel caso si volesse premiare i fisici che lo hanno ipotizzato teoricamente, il Nobel dovrebbe andare a diverse persone (non soltanto Peter Higgs). E sarebbero più di tre, il massimo consentito.
Se invece si volesse premiare i fisici sperimentali che hanno "visto" il bosone e lo hanno annunciato il 4 luglio 2012 si presenterebbe un nuovo problema. Gli esperimenti sono due (ATLAS e CMS) realizzati in un acceleratore (LHC del CERN), ma il premio non è mai stato assegnato a un'istituzione.
Ma al di là di questi aspetti "folkloristici" la più importante ragione per cui il Nobel potrebbe non essere assegnato al bosone di Higgs è che non si è ancora sicuri di ciò che si è scoperto (vedi notizia).

11.45 - Il Nobel per la Fisica è stato assegnato al francese Serge Haroche e all'americano David J. Wineland per le loro ricerche sperimentali nel campo della fisica quantistica e in particolare dell'ottica quantistica. Grazie ai loro studi e alle loro tecniche in futuro si potrebbero costruire i computer quantistici.
11.50 - In particolare il Nobel a Haroche è stato assegnato per "aver dimostrato l'osservazione diretta di particolari particelle quantistiche senza distruggerle".
12.01 - Per la prima volta - almeno a nostra memoria - un premio Nobel viene chiamato al telefono e intervistato direttamente dai membri dell'Accademia delle Scienze. Sta succedendo con Haroche, raggiunto al telefono a Parigi. Quando ha visto che il numero chiamante aveva il prefisso della Svezia ha intuito e ha preferito sedersi prima di rispondere.
12.08 - Il lavoro dei due nuovi Nobel può avere applicazioni in moltissime aree, compresa quella dei computer quantistici. Haroche, al telefono ha commentato che non si aspettava il Nobel, ma il suo lavoro era tra i possibili candidati del TotoNobel 2012.

Wineland (nella foto) e Haroche hanno vinto il Nobel per la Fisica per aver scoperto come misurare le particelle quantistiche senza distruggerle - qualcosa che in precedenza era ritenuto impossibile. Il loro lavoro potrebbe portare alla costruzione dei computer quantistici.

12.20 - Ecco le motivazioni del premio e qualche spiegazione

Serge Haroche e David J. Wineland hanno indipendentemente inventato e sviluppato metodi per la misurazione e la manipolazione di singole particelle mantenendone la natura quanto-meccanica, in modi che in precedenza erano ritenuti irraggiungibili.

Serge Haroche, è un ricercatore del Collège de France e della Scuola Normale Superiore di Parigi.

David J. Wineland, è un ricercatore all'Università del Colorado, a Boulder (USA).

I due Nobel hanno aperto le porte a una nuova era della sperimentazione in fisica quantistica, dimostrando l'osservazione diretta delle singole particelle quantistiche senza distruggerle. Le singole particelle - infatti - non sono facilmente isolabili dall'ambiente circostante e perdono le loro misteriose proprietà quantistiche appena interagiscono con il mondo esterno.
Come riuscire a  osservarle senza distruggerle, cambiarle, modificarle? Ecco che entrano in gioco Haroshe e Wineland. o meglio. I metodi di laboratorio che hanno sviluppato. Con i loro gruppi di ricerca sono riusciti a misurare e controllare alcuni stati quantici che fino ad allora si pensava fossero inaccessibili all'osservazione diretta. I loro metodi ci permettono di esaminare, controllare e contare le particelle. 

Come intrappolare le particelle
I metodi sviluppati dai due ricercatori hanno molte cose in comune. David Wineland intrappola gli atomi elettricamente carichi, detti anche ioni, e li controlla e misura attraverso i fotoni, dunque con la luce. Serge Haroche ha seguito un approccio opposto: controlla e misura i fotoni che rimangono intrappolati in una macchina speciale.

Computer quantistici
I due premi Nobel hanno lavorato nel campo dell'ottica quantistica, quella parte della fisica quantistica che studia l'interazione fondamentale tra luce e materia. È un settore che ha visto notevoli progressi a partire dalla metà degli anni ‘80. I loro metodi sono stati così innovativi da permettere lo sviluppo di questa branchia della fisica e soprattutto hanno gettato le basi per studiare i computer quantistici del futuro. Computer, cioè, in cui sono elaborati bit quantistici (qubit) invece dei “bit” (sequenze di “0” e “1”) dell’informatica tradizionale: il vantaggio è che i qubit consentono di svolgere in breve tempo, “in parallelo”, operazioni che ai computer tradizionali richiederebbero anni. Così, con un numero “n” di qubit, la quantità di strade di calcolo che possono essere intraprese contemporaneamente è pari a 2N, cioè 2x2x2... x2, n volte: con meno di 300 qubit si supererebbe il numero di particelle dell’intero universo. Finora, però, si riescono a manipolare solo pochi qubit, e con grande difficoltà: il “magico” mondo dei computer quantistici è tutto da esplorare.
Ma la ricerca di Haroche e Wineland ha portato anche alla costruzione di orologi estremamente precise che potrebbero diventare la futura base per un nuovo standard di tempo, con più di 100 volte maggiore precisione attuali orologi al cesio.

Il Nobel Serge Haroche. In questa intervista (in inglese) spiega il suo lavoro.

13.19 - Una serie di video con conferenze e interviste ai due Nobel

Luce, atomi e colori - Serge Haroche spiega le sue ricerche durante la giornata internazionale della scienza 2011.



Intrappolare gli ioni per creare i computer quantistici. La spiegazione per addetti ai lavori di Wineland. 

 

Come funzionano gli orologi atomici? La spiegazione di Wineland le cui ricerche hanno permesso di realizzare orologi atomici sempre più precisi.

17.16 - Un approfondimento sulle ricerche premiate con il Nobel in questo post del blog "Quantum Beat".

09 Ottobre 2012

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