L'evoluzione della fisica dal 1900 a oggi: un secolo di rivoluzioni

 

Il Novecento inizia con due crepe nel muro della fisica classica. Da quelle crepe nasceranno la relatività e la meccanica quantistica, le due colonne del mondo moderno.

 

*1. La nascita dei quanti (1900-1927)*

 

*1900 - Max Planck:* Per spiegare la radiazione del corpo nero, introduce l'idea rivoluzionaria che l'energia non sia continua ma a pacchetti, i "quanti". $E = h\nu$. È l'atto di nascita della fisica moderna.

 

*1905 - Albert Einstein:* Annus mirabilis. In un solo anno pubblica 4 articoli fondamentali:

- Marzo: Effetto fotoelettrico (esistenza dei fotoni)

- Giugno: Relatività ristretta (spazio e tempo non sono assoluti, $E=mc^2$)

- Luglio: Moto browniano (prova dell'esistenza degli atomi)

 

*1911-1913 - Ernest Rutherford e Niels Bohr:* Rutherford scopre il nucleo atomico (1911). Bohr (1913) applica i quanti all'atomo di idrogeno: gli elettroni ruotano su orbite quantizzate.

 

*1923-1924 - Arthur Compton e Louis de Broglie:* Compton dimostra che i fotoni hanno quantità di moto. De Broglie ribalta il gioco: se la luce è anche particella, allora le particelle sono anche onde.

 

*1925-1927 - La meccanica quantistica matura:*

- *1925 - Werner Heisenberg:* Meccanica delle matrici e, nel 1927, il Principio di Indeterminazione.

- *1926 - Erwin Schrödinger:* Equazione d'onda che descrive l'elettrone come onda.

- *1926 - Max Born:* Interpretazione probabilistica dell'onda.

- *1927 - Paul Dirac:* Unifica meccanica quantistica e relatività ristretta, prevede l'antimateria.

 

*2. Il nucleo e la bomba (1930-1945)*

 

*1932 - James Chadwick:* Scopre il neutrone. Nello stesso anno *Carl Anderson* scopre il positrone (antimateria prevista da Dirac) e *John Cockcroft e Ernest Walton* dividono l'atomo per la prima volta.

 

*1938 - Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann:* Scoperta della fissione nucleare dell'uranio.

 

*1939-1945 - Progetto Manhattan:* Sotto la guida di *J. Robert Oppenheimer ed Enrico Fermi* (che aveva già realizzato la prima pila atomica nel 1942 a Chicago), si sviluppa la prima bomba atomica.

 

*3. Le particelle e il Modello Standard (1947-1975)*

 

*1947-1948 - Richard Feynman, Julian Schwinger e Sin-Itiro Tomonaga:* Inventano l'elettrodinamica quantistica (QED).

 

*1960-1964 - Murray Gell-Mann e George Zweig:* Propongono i quark. Gell-Mann (1964) introduce la teoria degli otto tipi.

 

*1964 - Peter Higgs, François Englert e altri:* Teorizzano il meccanismo di Higgs che dà massa alle particelle.

 

*1967-1968 - Steven Weinberg, Abdus Salam e Sheldon Glashow:* Unificano forza elettromagnetica e forza debole (interazione elettrodebole).

 

*4. Cosmologia e relatività generale alla prova*

 

*1915 - Einstein:* Pubblica la Relatività Generale: la gravità è la curvatura dello spazio-tempo.

 

*1929 - Edwin Hubble:* Dimostra che l'universo si espande.

 

*1965 - Arno Penzias e Robert Wilson:* Scoprono per caso la Radiazione Cosmologica di Fondo, la prova del Big Bang.

 

*1971-1974 - Roger Penrose e Stephen Hawking:* Teoremi sulle singolarità e radiazione dei buchi neri.

 

*5. La fisica contemporanea (1980-oggi)*

 

*1980-oggi - Fisica delle alte energie:* Al CERN si costruisce il Modello Standard.

- *1983 - Carlo Rubbia e Simon van der Meer:* Scoperta dei bosoni W e Z.

- *1995 - CERN:* Primo anti-atomo di idrogeno.

- *2012 - Fabiola Gianotti e Joe Incandela (ATLAS/CMS):* Scoperta del Bosone di Higgs al LHC.

- *2015 - Kip Thorne e Rainer Weiss (LIGO):* Prima rilevazione diretta delle onde gravitazionali previste da Einstein 100 anni prima.

- *2019 - Sheperd Doeleman (Event Horizon Telescope):* Prima foto di un buco nero.

 

*2022 - Alain Aspect, John Clauser, Anton Zeilinger:* Premio Nobel per aver dimostrato l'entanglement quantistico, base dei futuri computer quantistici.

 

In poco più di 120 anni siamo passati dal credere che la fisica fosse quasi finita, all'aprire un universo fatto di spazio curvo, particelle che sono anche onde, vuoto che non è vuoto e un cosmo nato 13,8 miliardi di anni fa.

 Sergio Batildi 

Immagine realizzata con l’ausilio dell’intelligenza artificiale a esclusivo scopo illustrativo. Non rappresenta necessariamente persone, luoghi o fatti reali."

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