LHC colpisce ancora: nuova particella scoperta al CERN.

Un nuovo barione, una particella composta da tre quark, è spuntato dal cilindro del Large Hadron Collider (LHC). La notizia è contenuta in un articolo inviato ieri alla rivista Physical Review Letters. Il nuovo barione, individuato da Claude Amsler, Vincenzo Chiochia e Ernest Aguiló (fisici dell'università di Zurigo) conferma alcune ipotesi formulate dalla fisica teorica e aiuta a comprendere l'interazione forte, una delle quattro forze fondamentali che determinano la struttura della materia come la conosciamo. Insieme ai mesoni, particelle composte da un quark e un antiquark, i barioni costituiscono la famiglia degli adroni: non a caso la scoperta è avvenuta all'interno dell'esperimento CMS, dentro il grande acceleratore di adroni.

Questo è l'articolo originale:

Observation of an excited Xi(b) baryon Submitted to Physical Review Letters on 26 Apr 2012 The observation of an excited b baryon via its strong decay into Xi(b)^- pi^+ (plus charge conjugates) is reported. The measurement uses a data sample of pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV collected by the CMS experiment at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 5.3 inverse femtobarns. The known Xi(b)^- baryon is reconstructed via the decay chain Xi(b)^- to J/psi Xi^- to mu^+ mu^- Lambda^0 pi^-, with Lambda^0 to p pi^-. A peak is observed in the distribution of the difference between the mass of the Xi(b)^- pi^+ system and the sum of the masses of the Xi(b)^- and pi^+, with a significance exceeding five standard deviations. The mass difference of the peak is 14.84 +/- 0.74 (stat.) +/- 0.28 (syst.) MeV. The new state most likely corresponds to the Xi(b)^{*0} baryon, the J^P=3/2^+ excitation of the Xi(b)^0.

Questo è il comunicato ufficiale: Observation of a new Xi_b^*0 beauty particle The CMS experiment has submitted a paper for publication describing the first observation of a new, excited beauty baryon known as the Ξ^*_b⁰
The observation was made in a data sample of proton—proton collisions delivered in 2011 by CERN's Large Hadron Collider (LHC) operating at a centre-of-mass energy of 7 TeV. 

Andrea Mameli www.linguaggiomacchia.it 28 aprile 2012

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Comandare un robot con il pensiero. Esperimento riuscito a Losanna.

Comandare un robot con il pensiero. Non è fantascienza ma pura innovazione tecnologica: è accaduto il 24 aprile 2012 a Losanna, quando Mark-Andre Duc, paziente paraplegico, ha comandato a distanza un robot dalla sua sedia a rotelle. 
Duc si trovava in ospedale, a Sion, mentre un gruppo di ricercatori dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, guidato da José del R. Millán, osservava i movimenti del robot a 100 km di distanza. I segnali elettrici emessi dal cervello di Duc sono stati decodificati in tempo reale da un computer in ospedale e le istruzioni conseguenti - vai a sinistra o vai a destra - sono state trasmesse a un robot situato nel laboratorio di Losanna.
Il gruppo di ricerca lavora da tempo in questa direzione, in particolare con la creazione di interfacce uomo-macchina non invasive: Chair in Non-Invasive Brain-Machine Interface CNBI.

Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 26 aprile 2012

Musica, dopamina e istinti. Una ricerca e due libri.

"Senza musica il mondo preistorico sarebbe semplicemente troppo silenzioso per risultare credibile" (Steven Mithen).

Robert Zatorre, neuroscienziato del Neurological Institute della Mcgill University di Montreal, ha dimostrato quanto si sapeva da tempo: le forti emozioni associate all'ascolto di un brano musicale sono correlati con il rilascio di dopamina nel cervello.
La musica imita alcune caratteristiche del linguaggio in grado di trasmettere emozioni tipiche della comunicazione verbale, inserendosi in strutture cerebrali primitive, coinvolte con la motivazione, la gratificazione e l'emozione.

Anatomically distinct dopamine release during anticipation and experience of peak emotion to music Valorie N Salimpoor, Mitchel Benovoy, Kevin Larcher, Alain Dagher, Robert J Zatorre Nature Neuroscience 14, 257–262 (2011) doi:10.1038/nn.2726
Abstract
Music, an abstract stimulus, can arouse feelings of euphoria and craving, similar to tangible rewards that involve the striatal dopaminergic system. Using the neurochemical specificity of [11C] raclopride positron emission tomography scanning, combined with psychophysiological measures of autonomic nervous system activity, we found endogenous dopamine release in the striatum at peak emotional arousal during music listening. To examine the time course of dopamine release, we used functional magnetic resonance imaging with the same stimuli and listeners, and found a functional dissociation: the caudate was more involved during the anticipation and the nucleus accumbens was more involved during the experience of peak emotional responses to music. These results indicate that intense pleasure in response to music can lead to dopamine release in the striatal system. Notably, the anticipation of an abstract reward can result in dopamine release in an anatomical pathway distinct from that associated with the peak pleasure itself. Our results help to explain why music is of such high value across all human societies.

Ma sarà la musica a imitare il linguaggio o viceversa? Le due letture seguenti sembrano propendere per la seconda ipotesi.

Mark Changizi è un neurobiologo evoluzionista. Ha scritto The Brain from 25000 Feet, The Vision Revolution, e il suo ultimo volume è: "Harnessed: How Language and Music Mimicked Nature and Transformed Ape to Man".
Changizi suggerisce che la nostra cultura, fatta di linguaggio e musica, è evoluta imbrigliando (“harnessing”) i suoni che meglio di altri si dimostravano in grado di assolvere i compiti sociali (comunicare) e individuali (emozionare). Tuttavia, l'idea che la cultura possa aver giocato un ruolo significativo nel processo evolutivo, piuttosto che un suo sottoprodotto, sembra fornire una risposta valida alla domanda: come abbiamo imparato a comunicare mediante il linguaggio?
Ho trovato un interessante approfondimento sul tema: What If Music and Language Are Neither Instinct nor Invention? e un estratto dal primo capitolo: Do Language and Music Mimic Nature? (Scientific American, July 30, 2011). 

Secondo me il libro di riferimento è "Il canto degli antenati. Le origini della musica, del linguaggio, della mente e del corpo" (Codice edizioni, 2007) dell'archeologo britannico Steven Mithen. Anzi, il titolo dell'edizione originale lascia intravedere qualcosa in più: "The Singing Neanderthals: the Origins of Music, Language, Mind, and Body".
Mithen risponde affermativamente al quesito fondamentale: le tre caratteristiche chiave del linguaggio (simboli, grammatica e trasmissione di informazioni) si trovano anche nella musica?
"La musica è un sistema di comunicazione non referenziale" scrive Mithen, e aggiunge: "il linguaggio sembra dipendere da un'altra capacità cognitiva, nota come 'teoria della mente'. Si tratta della capacità di comprendere che un altro individuo può avere convinzioni e desideri diversi dai nostri".

Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 25 aprile 2012

 

P.S. Maria Cristina Deidda mi segnala questa notizia, è di tre anni fa ma a me era proprio sfuggita: Il primo flauto 40mila anni fa e l’uomo scoprì la melodia (La Repubblica. 25/06/2009)

Nuove ricerche su alberi antichi. Innovazioni nella dendrocronologia al CNR di San Michele all’Adige (Trento).

Il ritrovamento di un tronco di Abete Rosso (Picea abies) vissuto 6.600 anni fa, in prossimità del Passo del Tonale (Trentino), ha spinto i ricercatori dell’Istituto per la valorizzazione del legno e delle specie arboree del Cnr (Ivalsa-Cnr) di San Michele all’Adige (Trento) a indagare sul materiale ligneo antico. Sono state così create lunghe serie dendrocronologiche (la dendrocronologia studia le variazioni annuali degli anelli di accrescimento degli alberi) valide per l'intero versante meridionale delle Alpi. Quello del Tonale non è rivelato un ritrovamento sporadico: molte torbiere del Trentino contengono materiale legnoso riconducibile a periodi storici che vanno da oltre 8.000 anni fa fino a pochi decenni fa.

«A spingerci verso la creazione di lunghe serie dendrocronologiche valide per tutte le specie arboree presenti a Sud delle Alpi - spiega Mauro Bernabei (Ivalsa-Cnr) - è stato in particolare l’eccezionale ritrovamento, a Passo del Tonale, di un tronco di abete rosso (Picea abies) risalente a circa 4.600 anni prima di Cristo. Finora in Italia le serie dendrocronologiche più lunghe si fermavano a circa 1.500-2.000 anni, e per il Trentino si limitano alle tre principali specie: abete rosso, larice e pino cembro. Con l’analisi di questo materiale contiamo di arrivare a datare in un arco di tempo di circa 9.000 anni indietro, con la precisione dell’anno, molti dei manufatti in legno di interesse archeologico scoperti nell’area».

Il campionamento dei ricercatori prende in considerazione diversi contesti: alberi in piedi, edifici storici, tronchi abbattuti, torbiere in scavo e in superficie. «Nel Centro e nel Nord Europa - sottolinea Bernabei - esistono già serie dendrocronologiche lunghe fino a oltre 12.000 anni per la quercia della Germania e circa 9.000 per le conifere (larice, pino cembro e abete rosso) del versante nord delle Alpi. L’analisi di tali serie è servita anche a confermare la fase di riscaldamento globale attraversata dalla Terra».
I legni antichi costituiscono un prezioso archivio naturale di informazioni sull’ambiente naturale e antropologico e la loro analisi scientifica interessa numerose discipline: ecologia, geomorfologia, climatologia, archeologia e tecnologia del legno.
«Il database che stiamo realizzando - conclude Bernabei - sarà una vera e propria Stele di Rosetta, una scala temporale applicabile a qualsiasi reperto con grande precisione, che permetterà la ricostruzione di nuovi scenari della nostra storia».

Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 24 aprile 2012

Come calcolare i consumi di casa nostra (standby compresi)? Ce lo spiega Karin Bertolussi.

Karin Bortolussi frequenta la seconda Liceo nell'Istituto Elisabetta Vendramini di Pordenone. Con l'aiuto di Ruggero Da Ros, professore di Fisica in un liceo di Sacile, Karin ha preparato uno schema per la determinazione dei consumi di energia in casa.
Ho avuto il piacere di conoscere Ruggero Da Ros e Karin Bertolussi il 20 aprile 2012, in occasione della presentazione del mio Manuale di sopravvivenza energetica nella loro scuola. 
Lo schema di Karin ("Conosciamo i nostri consumi?") spiega come calcolare il consumo della nostra casa, a seconda che utilizziamo Metano o altri combustibili.
Nel primo caso, scrive Karin: "Occorre conoscere alcuni dati di partenza: la superficie effettivamente riscaldata della nostra casa in m² e il consumo annuo di metano (ricavabile dalla bolletta del gas nel caso standard) espresso in m³. A questo punto si può procedere a calcolare il consumo della casa dividendo i m³ di gas metano utilizzati per riscaldare la casa per i m² riscaldati della nostra casa e, alla fine, moltiplicare il risultato ottenuto per 10 visto che ogni m³ di metano fornisce circa 10 kWh". La spiegazione è chiara, ma un esempio la rende ancora più comprensibile: "trovato il consumo annuo della bolletta del gas, che supponiamo sia di 5300 m³, lo dividiamo per i m² della nostra casa riscaldati, che nel nostro caso sono 200 m². Moltiplichiamo questo risultato per 10: (4600:260)x10=18,85x10=188,46 kWh/m²."
E per quanto riguarda gli altri combustibili? Karin riproduce la tabella di conversione nello standard Casa Clima dal potere calorico al valore energetico.

--> "Ad esempio - scrive Karin - supponiamo che io consumi, per riscaldare la mia casa, 10 q di legna spezzata, 500 litri di GLP e 10 sacchi di pellets. Dobbiamo procedere con il calcolare l'energia fornita:
- 10 q (=1000 kg) di legna spezzata forniscono: 1000x4,3=4300 kWh
- 500 litri di GPL sono uguali a 500x0,52=260 kg di GPL (perché un litro di GPL ha una massa di 0,52 kg) che forniscono: 260x12,8=3328 kWh. Fatte queste equivalenze, si può andare a sommare l'energia necessaria per riscaldare la nostra casa: 4300+3328 = 7628 kWh. Dopo aver fato questi calcoli si può procedere come nel caso precedente a dividere questo risultato per i m² riscaldati".

Ma il lavoro di Karin Bortolussi non finisce qui: nella seconda pagina della ricerca troviamo il metodo per il calcolo dei consumi dovuti agli standby di casa: dopo aver spento tutte le luci, il congelatore e il frigorifero, misuriamo il tempo che intercorre tra due accensioni successive del led rosso, posizionato in alto a sinistra, nel contatore dell'Enel. Il tempo misurato di solito è compreso tra 40 e 200 secondi. Fatto questo dobbiamo dividere il coefficiente 31536 per il numero di secondi che abbiamo misurato tra un impulso e l'altro.
"Ad esempio - spiega Karin - dopo aver spento il congelatore e il frigorifero siamo andati a misurare i secondi tra l'accensione di un led e l'altro. Abbiamo ottenuto 98 secondi. Quindi, svolgiamo la divisione per calcolare i kWh consumati in un anno solo per gli standby: 31536 : 98 =321,78 kWh."
Di sicuro il professor Da Ros ha trovato un modo efficace per stimolare i ragazzi a pensare alla fisica dei consumi in maniera concreta.

Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 23 aprile 2012