Tutto lo scibile della fisica delle particelle, in tasca 30 novembre 2008
Inviato da Marco in : Fisica, Geek attitude 34 commentiVenerdì prima di uscire dall’ufficio sono passato alla biblioteca del CERN a prendere in prestito questo libro (perché sono un geek, senza pudore pure uno Unix geek, ma piuttosto un pivello con Mac OS X). La biblioteca del CERN è un luogo magico: aperta tutto l’anno tranne nella pausa di Natale, 7 giorni su 7, 24 ore su 24: se alle 3 di notte di un sabato proprio non vi ricordate come si calcola un integrale in campo complesso, basta mettersi in auto anche in pigiama e raggiungere quel paradiso di libri. Che, tra le altre cose, è ovviamente munito di rete wireless, calmo giardino interno, e soprattutto aria condizionata d’estate.
Sul bancone della biblioteca campeggiava, pronto ad essere prelevata, l’ultima edizione del Particle Data Booklet, la versione tascabile del ben più grosso Particle Data Book che già da un paio di mesi ha sostituito la copia di due anni fa nel mio scaffale in ufficio. E, come ogni due anni, chiaramente non mi sono lasciato sfuggire il fratellino più piccolo (quello rosso nella foto qui di fianco). Che in realtà tanto piccolo non è, se lo confrontate con l’edizione di due anni fa (quello blu nella foto qui di fianco): da quando lo conosco, il booklet è sempre uscito in questa versione in brossura compatta, ma quest’anno pare si siano inventati questa rilegatura a spirale e le dimensioni maggiori. Questa versione non è esattamente comoda da tenere nel taschino della camicia, o nella tasca posteriore dei jeans (e sono pronto a scommettere che si sfascerà ben prima delle altre).
Cos’è il Particle Data Book(let)? Si tratta della pubblicazione principale del Particle Data Group, un gruppo di lavoro che colleziona e tiene aggiornato la summa di tutto lo scibile noto della fisica delle particelle elementari. Il testo è sostanzialmente diviso in due parti. La prima, una serie di tabelle con ogni tipo di misura: tutte le particelle conosciute, le loro masse aggiornate alle ultimissime misure, i loro modi di decadimento e tutte le altre proprietà; e anche qualche limite superiore o inferiore per quelle particelle non ancora scoperte. La seconda parte contiene invece una serie di piccoli sommari di tutte le discipline legate alla fisica delle particelle: relatività, meccanica quantistica, rivelatori, statistica, acceleratori, raggi cosmici, cosmologia e molto altro. Decisamente comodi se per caso non ci si ricorda una formula o si ha bisogno di un numero, una referenza, una tabella fondamentale al volo. Tutto il contenuto del booklet si trova anche sul web, ma la versione tascabile è (era) bellina e comoda (prima dell’avvento della spiralona).
Chi lo può avere? Beh, chiunque passi dalla biblioteca del CERN o da quella di LBNL può servirsi gratuitamente di una o più copie. Però – e sto pensando ai miei lettori che amano la sezione Formulette – il Particle Data Booklet viene spedito gratuitamente a chiunque ne faccia richiesta. Volete mettere l’impressione che farà sui vostri morosi e le vostre fidanzate? 
Le istruzioni sono qui (insieme potreste farvi mandare pure l’agendina del fisico delle particelle, che personalmente ho usato per anni, e adesso abbandonato perché un po’ angusta per tutto quello che amo scrivere).
Ho ordinato il mio primo booklet nel 1996: quarto anno di università a Torino, in occasione dell’ultimo esame di laboratorio, quello in cui dovevamo mettere su un esperimento per la misura della vita media del muone, usando un enorme cristallo scintillante e un paio di scintillatori plastici, più un po’ di moduli CAMAC per l’acquisizione dato controllati da un 386 su cui girava un programmino in BASIC, 386 dal quale era possibile estrarre i dati solo con del floppy da 5¼”. Ah, la preistoria informatica e dell’acquisizione dati! Credo sia stato proprio lì che ho capito di voler fare il fisico sperimentale nella vita.
Post scriptum. A rinvangare nella memoria l’esperimento sulla vita media del muone, mi è tornato in mente un episodio collegato (chissà se Chiara si ricorda). L’istogramma dei nostri dati non era proprio bellissimo, mi sembra ci fossero stranamente troppi eventi nei bin corrispondenti a muoni che decadevano tardi; per aggirare il problema, ricordo che scrissi un programmino che esplorava i possibili binning dell’istogramma, per scegliere quello che avrebbe dato il valore di vita media più prossimo a quello noto. Il che rappresentava certamente il mio ingresso ufficiale nel mondo dell’hacking, e, ovviamente, barare.
Certi peccati, per quanto veniali, richiedono un certo percorso di espiazione nei severi monasteri dello zen dell’analisi dei dati, se si vuole avere qualche speranza di entrare nel paradiso dei fisici. Il mio cammino di redenzione ha visto due tappe fondamentali, e due altrettanto fondamentali monaci zen da cui ho imparato che: primo, ci sono casi in cui non è bene usare un istogramma: certe distribuzioni richiedono un’analisi evento per evento e l’uso di strumenti statistici diversi, come per esempio la unbinned likelihood o il test di Kolmogorov-Smirnov (grazie Giuseppe); secondo, se il risultato di un’analisi o un esperimento dipende dalle caratteristiche di un istogramma, o dagli estremi della regressione usata per parametrizzare il risultato, questa dipendenza è una forma di errore sistematico che va studiato e, soprattutto, dichiarato (grazie Tancredi).
Acronimi in libertà 27 novembre 2008
Inviato da Marco in : ATLAS, Fisica, Scienza e dintorni 17 commenti
Una delle ultime strisce di PHD Comics va a mettere il dito su uno dei vizi del mondo della ricerca: inventare acronimi (che sembrano) simpatici e intelligenti per battezzare gli esperimenti. Gli esperimenti di LHC non fanno eccezione: avete idea di cosa voglia dire ATLAS, l’esperimento per cui lavoro? Ehm, ecco…
A Toroidal LHC ApparatuS
Ovvero: un apparato torodiale per LHC. Apparato? Toroidale? Ok, in effetti abbiamo il più grande magnete toroidale in aria del mondo. E però: una lettera rubata a un articolo indeterminativo, un altro acronimo in mezzo all’acronimo, e una lettera presa a caso dal fondo di una parola, perché suonava bene. Mi vergogno un po’.
No! Il Piano B no! Per favore! 26 novembre 2008
Inviato da Marco in : Fisica, LHC 23 commentiDa lunedì al CERN c’è la settimana dei meeting del tracciatore di ATLAS. Nella sessione delle presentazioni “ospiti” di ieri, Jörg Wenninger ha presentato un bell’aggiornamento sullo startup di LHC, e soprattutto sull’incidente del 19 settembre. Chi da tempo voleva saperne di più ha pane per i suoi denti: amanti dei numeri, dei grafici e dei conti, andate a vedervi le slide di Jörg dalla la pagina 22 in poi, per scoprire quanti danni si possono fare con 200 MJ rilasciati nel posto sbagliato al momento sbagliato, e come.
Sempre ieri c’è stato un meeting qui al CERN tra il management del laboratorio, il Project Management di LHC e gli esperimenti di LHC per discutere lo stato dell’acceleratore e il programma dei prossimi mesi.Tra le altre cose, un messaggio di Peter Jenni ci comunica oggi che le riparazioni dei magneti sono in corso, e che l’ultimo magnete dovrebbe essere rimontato per la fine di Marzo 2009; che la macchina dovrebbe essere di nuovo tutta fredda per l’inizio di Luglio; e che – a voler essere veramente ottimisti – il primo (beh, il primo dopo l’incidente) fascio potrebbe circolare nell’acceleratore alle fine di Luglio.
Questo tipo di previsione è più o meno consistente con quello che Jörg dice nella sua presentazione, anche se omette un dettaglio importante. I tecnici di LHC stanno valutando la necessità e la possibilità di installare un miglioramento del sistema di sfogo della pressione dell’elio in tutti i dipoli di tutti i settori: è quello che chiamano il “Piano B”. E Jörg lo dice chiaramente nella sua trasparenza 46: il PIano B esclude categoricamente la possibilità di avere fascio nel 2009, perché implica il riscaldamento a temperatura ambiente tutti i settori di LHC. La decisione dovrebbe essere presa a Febbraio. Nel frattempo io prevedo di macerarmi in una crescente depressione
A margine, la settimana prossima inizia l’ATLAS Week, e durante la sessione plenaria di lunedì mattina Roberto Saban della divisione TS/ICC del CERN ci darà un nuovo aggiornamento. Vi faccio sapere se c’è qualche novità aggiuntiva.
Da un grande potere derivano grandi responsabilità 25 novembre 2008
Inviato da Marco in : Scienza e dintorni 30 commentiIn un periodo in cui si discute non poco – e non a torto – di come riformare il sistema della ricerca italiano, di come sia possibile valutarlo, di come sia necessario e inderogabile trascinarlo fuori da logiche di nepotismo impunito, e di come però queste riforme siano difficili e complesse a causa – sostiene qualcuno – di una misteriosa “eccezione mediterranea” che apparentemente ci metterebbe fuori da tutte quelle logiche di onore, dignità e fair-play che invece tanto giovano ai sistemi anglosassoni, proprio dal mondo anglosassone ho ricevuto una bella lezione di serietà che non mi scorderò facilmente.
Come sapete in questo periodo ho qualche articolo in ballo, pronto a passare le forche caudine del peer-reviewing. Uno di questi è già rimbalzato tra me e il reviewer di NIM una volta, e non è messo male a parte l’inglese che ha apparentemente bisogno di un po’ di rifiniture. Per questo ho deciso di chiedere aiuto a un collega americano, che conosce bene la materia di cui tratta il paper e con cui ho collaborato più volte in passato. Con una semplicità disarmante il collega in questione, alla richiesta di rivedere il testo, mi confessa candidamente:
Thanks for the update on your paper. NIM had asked me to review it, but I declined, saying I was too close to the work and did not think I could give an unbiased review. I’d be happy to help out with the English, though. Just send me the file.
Giù il cappello! NIM [il giornale a cui l'articolo è stato proposto] mi aveva proposto di essere il reviewer per il tuo articolo, ma ho declinato l’offerta dicendo che mi sentivo troppo vicino al lavoro, e non credevo di essere in grado di fare una recensione senza pregiudizi.
Ho imparato un sacco di cose da quest’uomo, ma le tre righe qui sopra sono ad oggi la lezione più grossa che mi abbia offerto. Un mondo come quello della ricerca scientifica, che pretende di potersi giudicare e valutare da solo, deve aspirare a questo genere di serietà: e che sia automatica, congenita. Perché, per dirla con l’Uomo Ragno (lo so, lo so, alla fin fine i miei riferimenti culturali sono quello che sono), da un grande potere derivano grandi responsabilità.
La cooperazione è superiore alla competizione 21 novembre 2008
Inviato da Marco in : Militanza, Politiche della ricerca, Scienza e dintorni 12 commentiGiovedì scorso avevo un meeting sulla ricostruzione dei fotoni in ATLAS. Giovedì scorso in Francia c’era anche uno sciopero del settore scuola per protestare contro le riforme in corso, riforme che assomigliano in molti aspetti a quelle che stanno venendo proposte e decretate in Italia. In particolare, la protesta di giovedì se la prendeva con i tagli degli insegnanti nelle scuole superiori, in particolare di quelli di sostegno.
Un mio collega parigino, un docente universitario, ha mandato un messaggio alla mailing list del gruppo di lavoro sui fotoni per avvisare che non avrebbe partecipato al meeting, causa adesione allo sciopero. Nel farlo, ha sentito la necessità di spiegarci le ragioni della sua assenza:
Dear Friends,
as in some other European countries, French government is building a very nasty reform of University and of our whole education system. If the reform goes through, our working conditions will become such that most of us will hardly be able to contribute to research any more.
At the time of our next meeting an important demonstration is organized in Paris against that reform which intends to organize our world under the belief that competition is always better than cooperation. Our field is a clear example of the superiority of collaboration over strict individual competition.
I really believe that our institutions, Universities in particular, have an important role to play in the building of a humanist society. In particular, we have a responsibility in the construction of a European community based on cooperation and social concerns. Our responsibility is even larger now when we know that a critical social crisis is happening.
So in that context, i won’t be able to attend our next meeting tomorrow.
Riporto il messaggio perché mi sembra la dica lunga sulla coscienza politica francese. Quand’è che riceveremo un messaggio altrettanto accorato e chiaro, lanciato all’attenzione di tutti, da qualche collega italiano?
Distrazioni 20 novembre 2008
Inviato da Marco in : Geek attitude, Scienza e dintorni 18 commenti
Un articolo quasi accettato da NIM, per il quale però “the English text would still benefit from further work” (dove cappero si sono nascosti i colleghi madrelingua?). Una nota di ATLAS in dirittura d’arrivo, con soltanto una manciata (grossina) di correzioni e commenti da integrare. Un altro articolo per NIM, questo ancora piuttosto in alto mare, che si trascina da mesi mentre il sottoscritto insegue gli autori per ottenere gli ultimi frammenti di testo ed i plot aggiornati. E ieri mi è arrivato il computer nuovo. Come cavolo faccio a concentrarmi?
(la vignetta viene da qui, via Academic Productivity)
Le ragioni della ricerca inutile 12 novembre 2008
Inviato da Marco in : Politiche della ricerca, Scienza e dintorni 74 commentiCapita di tanto in tanto che qualcuno mi chieda che cosa faccio di mestiere. Immancabilmente, dopo che dico “il ricercatore” o “il fisico delle particelle”, e tento di spiegare qualche dettaglio del mio lavoro più o meno quotidiano (e dunque il CERN, LHC, ATLAS, gli acceleratori, il Modello Standard e i suoi limiti, il bosone di Higgs, i fotoni, gli elettroni, i calorimetri, la calibrazione, i fondi, …), arriva la domanda: “Tutto questo, a cosa serve?“. E’ a questo punto che mi irrigidisco: l’ho sentita così tante volte, ho risposto ormai da tutte le angolazioni possibili, che mi sembra incredibile che me la si ponga ancora. E, onestamente, non ho più molta voglia di rispondere (poi lo faccio, non temete, in quanto a imperativi morali sono secondo solo a Kant). Non ho più molta voglia perché si tratta di una domanda infida. Infida perché nell’80% dei casi non è la vera domanda che il mio interlocutore intende fare. Se lo fosse, l’unica risposta possibile (“serve a capire come funziona il mondo in cui viviamo“) dovrebbe bastare, e anzi, provocare lucciconi agli occhi, e acquolina in bocca e desiderio di offrirmi un caffè per trattenersi a parlarne ancora. Ma non va (quasi) mai a finire così, e la ragione è che “tutto questo, a cosa serve?“, nella maggior parte dei casi vuol dire in realtà: “Quale problema che affligge l’umanità in questo momento storico sarà risolto dai risultati di questa tua attività dall’aria così complicata?“. E ovviamente, se questo è il senso profondo della questione (e lo è, purtroppo, nell’80% dei casi) l’unica risposta possibile è: “Nessuno“. O “niente“, se restiamo sulla prima formulazione della domanda. A che cosa serve la ricerca fondamentale? A niente. La ricerca fondamentale non fornisce nuove forme di energia, non costruisce nuovi mezzi di comunicazione, non sintetizza vaccini per malattie incurabili, non allunga la vita media della popolazione, non rende il tuo bucato più bianco. La ricerca fondamentale è – solo ed esclusivamente – il mestiere di capire.
Se arriviamo a questo punto della discussione, di solito il mio interlocutore, in modo più o meno gentile a seconda delle occasioni, mi propone una geniale strada alternativa: “Ma allora, non sarebbe forse meglio spendere tutti questi soldi, dedicare tutte queste energie, impiegare tutti questi cervelli, nel fare qualcosa di utile nella ricerca applicata?”. Ed è qui che di solito mi infurio. Cioè, non mi infurio sul serio perché sono mite e gentile d’animo, ma dentro di me galoppano i cavalli di Gengis Khan. Perché, primo, un simile ragionamento dimostra una ristrettezza di vedute davvero sconsolante (e se reggete fino alla fine tenterò di spiegare il perché); e, secondo, la locuzione ricerca applicata mi fa venire il prurito alle mani, perché le parole sono importanti! E allora, iniziando proprio da qui, bisogna prima di tutto dire che ricerca applicata è un ossimoro:
os|si|mò|ro, os|sì|mo|ro (s.m.)
1 ret., figura retorica che consiste nell’accostare parole che esprimono sensi abitualmente contrapposti (ad es. una lucida follia, un felice errore)
2 estens., contraddizione radicale
Si va alla ricerca di qualcosa di nuovo, di inaspettato, della spiegazione del mistero, inoltrandosi in un territorio inesplorato. Si applica una conoscenza che si possiede già, che si controlla, i cui dettagli sono almeno in parte chiari. Volendo chiamare le cose con il proprio nome, la ricerca applicata altro non è che innovazione tecnologica, campo degnissimo e indispensabile, ma che viaggia in parallelo alla ricerca fondamentale. Magari pure a braccetto – perché no? – ma che non ne rappresenta un’alternativa. Perché, che piaccia o meno, l’innovazione tecnologica si basa sui risultati (di per sé inutili) della ricerca fondamentale: privarsi della prima vorrebbe dire condannare all’esaurimento la seconda nel giro di qualche anno.
Certo, per portare avanti la ricerca fondamentale si fa comunque molta innovazione tecnologica (pensate per esempio alle tecnologie sviluppate per i rivelatori di LHC, che vengono poi usate per esempio nella medicina nucleare), e questo di per sé potrebbe essere un buon motivo per perseguirla. Ma, sebbene vera, questa è una motivazione nella migliore delle ipotesi superficiale.
Per definizione la ricerca fondamentale non sa dove andrà a parare: conosce a grandi linee l’ambito in cui si sta muovendo, sfrutta tutta la conoscenza precedente per organizzare la direzione delle ricerche, ma non offre alcuna garanzia di successo o di utilità rispetto al risultato finale. La sua storia è costellata di vicoli ciechi, di idee che non portano da nessuna parte, di tentativi e teorie falliti, di informazioni interessanti ma del tutto prive di applicazioni commerciali. E quando invece genera un successo pratico, è sempre in un secondo momento. Secondo momento che a volte arriva molto rapidamente, come un’intuizione geniale che segue da subito l’osservazione (pensate alla penicillina di Fleming), ma più spesso impiega del tempo a manifestarsi (come per esempio nel caso di tutti i dispositivi elettronici che, a distanza di più di dieci anni, hanno seguito la scoperta di alcuni aspetti della meccanica quantistica; o la televisione, che ha seguito di svariati anni la scoperta dell’elettrone). Questa caratteristica di inutilità immediata della ricerca fondamentale è paradossalmente necessaria e indispensabile al progresso, e non è in alcun modo sostituibile dai soli sforzi di innovazione tecnologica. Ma non è tutto: dovrebbe anche far riflettere su come la ricerca debba essere finanziata e orientata. Non è infatti molto credibile uno scenario in cui la ricerca fondamentale (che non può, per definizione, garantire risultati applicabili, e dunque potenziali utilizzi commerciali) sia finanziata da soli fondi privati.
Quest’ultima riflessione mi riporta al primo motivo di irritazione rispetto alla proposta di dedicarsi, di preferenza, alla “ricerca applicata”. La misura dell’utilità pratica di una ricerca, in modo diretto o indiretto rispetto a quante applicazioni pratiche ha prodotto o potrebbe produrre, non può e non dovrebbe essere il metro con cui se ne decide l’opportunità. Non solo perché in molti casi, come spiegavo prima, questa utilità emergerà solo a posteriori, ma sopratutto perché esistono ambiti in cui questa utilità non potrà mai essere delineata in termini di applicazioni pratiche. Ci sono una pletora di ambiti di ricerca fondamentale che, nel loro aumentare la conoscenza, non producono nemmeno con il tempo alcuna ricaduta “pratica” o innovazione tecnologica. E’ vero praticamente per tutte le scienze umane, e per molte scienze naturali (pensate per esempio a quelle che si occupano del comportamento animale, o alla biologia evoluzionista). Ed ecco quindi una profonda verità: la ricerca fondamentale – la scienza in senso esteso – produce sapere sotto forma di comprensione, e questa comprensione rimane il suo scopo primario, e persino unico per molte delle sue discipline.
La cultura corrente sembra ignorare che proprio dalla comprensione delle dinamiche del mondo in cui ci troviamo a vivere – comprensione frutto dell’indagine scientifica – possono arrivare indicazione di senso che siamo invece abituati ad aspettarci dalla riflessione filosofica, religiosa o politica. Si pensi ai cambiamenti di prospettiva – grandi e piccoli – che certe scoperte scientifiche (di nuovo: di per sé inutili!) hanno portato o potrebbero portare una volta assimilate dalla coscienza collettiva. Da quelli che toccano l’organizzazione della società (per esempio, la prova scientifica della falsità del concetto di razze umane differenti) a quelli che ne scuotono le fondamenta (la rivoluzione copernicana che toglie l’uomo dal centro dell’universo, o l’evoluzione darwiniana che lo dice formalmente uguale alle altre specie viventi). La scienza è un prodotto culturale umano, prima (e invece!) di essere un metodo di miglioramento della produzione. La ricerca fondamentale è un’attività speculativa, e in quanto tale è importante: perché, che piaccia o meno, le innovazioni tecnologiche sono il frutto di uno sviluppo umano, e non viceversa.
O frati, dissi, che per cento milia
perigli siete giunti a l’occidente,
a questa tanto picciola vigiliad’i nostri sensi ch’è del rimanente
non vogliate negar l’esperienza,
di retro al sol, del mondo sanza gente.Considerate la vostra semenza:
fatti non foste a viver come bruti,
ma per seguir virtute e canoscenza”.Dante, Inferno, canto 26 (vv 112-120)