Fisica moderna

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Mentre la fisica classica riguarda condizioni che si verificano nell'esperienza della vita di ogni giorno (velocità molto più basse della velocità della luce e scale molto più grandi di un atomo), la fisica moderna riguarda invece alte velocità e piccole distanze.

Si definisce fisica moderna l'insieme degli sviluppi teorico-sperimentali che a partire dal XX secolo hanno segnato un salto concettuale rispetto alla fisica classica, elaborata a partire dal XVII secolo.

Comprende in particolare gli avanzamenti nella fisica atomica, fisica nucleare, fisica delle particelle, fisica della materia condensata, astrofisica e cosmologia, che studiano dall'infinitamente piccolo all'infinitamente grande: dalle particelle e le interazioni fondamentali, alla struttura, nascita ed evoluzione dell'universo, passando per tutti quei fenomeni descrivibili solo con la meccanica quantistica, come la fisica dei semiconduttori e dei superconduttori, o quella dei laser. Tutte le teorie validate della fisica moderna comprendono al limite le teorie classiche.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Lo spartiacque tra le due fasi storiche è posto all'inizio del Novecento con la nascita della meccanica quantistica e della teoria della relatività, che permisero di spiegare fenomeni fisici come l'effetto fotoelettrico, il moto browniano, lo spettro del corpo nero, il modello dell'atomo di idrogeno, la diffrazione di Bragg, l'esperimento della doppia fenditura, la precessione del perielio dell'orbita di Mercurio ecc...

Dagli anni 60-70 del XX secolo, un'altra rivoluzione scientifica, quella della teoria del caos, ha riportato alla ribalta, o proprio fatto nascere, settori della fisica classica che hanno beneficiato grandemente dell'invenzione del computer. Grazie ai metodi della fisica computazionale si è potuto infatti finalmente iniziare ad analizzare il comportamento non lineare presente in un gran numero di sistemi fisici (fluidodinamica, geofisica, biofisica, fisica dei plasmi, meccanica celeste...), non investigabile con i metodi analitici tradizionali. Ciò significa che non è più possibile considerare la fisica classica come un settore di ricerca ormai chiuso, come invece sembrava per gran parte del '900.

Centri di ricerca[modifica | modifica wikitesto]

Vista aerea del CERN di Ginevra

Il lavoro di ricerca scientifica nella fisica moderna è portato avanti dalla comunità scientifica attraverso il connubio tra l’elaborazione teorica e i risultati sperimentali. Settori come la fisica delle particelle o l'astrofisica tendono a essere sviluppati in grandi laboratori, a cui collaborano anche decine o centinaia di università (CERN, Fermilab, Laboratorio Cavendish, Brookhaven National Laboratory, Bell Laboratories, SLAC, Oak Ridge National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory, Institute for Advanced Study, Max Planck Institut, DESY, Istituto di fisica nucleare Budker, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Laboratori nazionali di Frascati, ELETTRA ecc...), mentre gli esperimenti di fisica atomica, molecolare o della materia condensata, non richiedendo attrezzature così imponenti, tendono a essere portati avanti da gruppi di ricerca più piccoli all'interno delle singole università.

Evento simulato di produzione del bosone di Higgs in interazione tra protoni a 14 TeV nell'esperimento CMS a LHC

Principali teorie[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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