Il Modello Standard di LEGO

Particelle familiari non ha figure, né grafici, né tabelle. È stata una scelta consapevole: se sulle pagine di questo sito faccio uso di foto, disegni e calcoletti, nel libro volevo provare a raccontare la fisica con le sole parole (e qualche numero). Il che non significa che non abbia pensato a qualche illustrazione. Per esempio,  mi sarebbe piaciuto avere qualche grafico che aiutasse a seguire la meccanica microscopica delle particelle elementari, quella che nel libro racconto alla Pulce usando dei mattoncini da costruzione. Siccome l'occasione di giocare con il LEGO era troppo ghiotta, ho pensato di produrre qualche immagine fatta in casa, e metterla in relazione con il brano del libro a cui si riferisce. Ho iniziato dallo schema del Modello Standard:

Il Modello Standard di LEGO

Il Modello Standard di LEGO

Se Particelle Familiari avesse avuto delle figure, questa sarebbe stata sicuramente la principale! Alla fine del paragrafo intitolato "lo zoo delle particelle", la voce narrate del libro fa ordine tra i mattoncini sparsi sul pavimento, ricostruendo la storia della formulazione del Modello Standard, la teoria che oggi meglio descrive la nostra comprensione dei componenti fondamentali della materia e delle interazioni.

Sul tavolino allineo i tre mattoncini gialli, dal più piccolo al più grande: l’elettrone, il muone, la particella tau. Sopra ciascuno metto un piccolo pezzo rotondo e trasparente di diverso colore, rosso, blu, verde: il neutrino dell’elettrone, quello del muone, e quello del tau. Ecco ricomposti i leptoni, i «piccolini» della Pulce. (...)  

Poco più in là, allineo in una struttura simile i mattoncini quadrati che rappresentavano i quark. Inizio con la coppia (...) up e down, la prima con cui abbiamo giocato. Li sistemo nelle stesse posizioni dove, nel campo dei leptoni, stanno l’elettrone e il suo neutrino. Li segue a fianco la coppia dei mattoncini (...) charm e strange, piazzati in modo simile al muone e al suo neutrino. Infine, sistemo il (...) quark «bello», beauty (o anche bottom, «basso»), nella posizione che tra i leptoni è occupata dalla particella tau. Manca (...) il quark «alto», top, il più pesante dei sei.(...)

Mancano solo i guardiani dello zoo, i messaggeri delle interazioni. Dalla scatola estraggo un mattoncino bianco lungo e sottile, di quelli che la Pulce ed io avevamo utilizzato per attaccare gli elettroni ai nuclei atomici all’inizio del gioco: un fotone. 

(...) poi prendo dalla scatola (...) un gluone, quello che abbiamo usato per tenere insieme i quark nelle particelle che la Pulce chiamava «forzute»: protoni, neutroni, e tutta la numerosissima famiglia degli adroni. (...)

(...) allineo il grosso mattoncino che avevamo battezzato Willy bosone, e il suo compagno, Zippo. Sono i bosoni W e Z, i mediatori dell’interazione responsabile di certe forme di radioattività, che chiamiamo interazione «debole».

(da Particelle Familiari, capitolo 3, "lo zoo delle particelle")

I colori (e i pezzi) non sono esattamente quelli descritti nel libro, perché ho dovuto fare con il LEGO a nostra disposizione, ma lo schema è proprio quello. Nei prossimi giorni contavo di pubblicare qualche altro esempio del genere, sempre insieme a uno stralcio del libro, e sempre usando i LEGO per descrivere il fenomeno o la particella in questione: li raccoglierò tutti su questa pagina.

Mentre scattavo le foto, mi è venuta un'idea: se state leggendo il libro, e vi viene voglia di realizzare qualcuno dei fenomeni che racconto alla Pulce nel terzo capitolo con l'aiuto dei mattoncini, me ne mandate una foto? La pubblicherei insieme alle mie!

Ovviamente, un sentito ringraziamento alla mia aiutante, con la quale per l'occasione abbiamo realizzato una lightbox casalinga con una scatola di cartone del vino e della carta velina bianca, e che ha retto paziente il flash in mancanza di un treppiede (qui sotto, mentre riprendiamo un esempio di atomo di idrogeno, che vi mostro tra qualche giorno).

Giulia e il flash

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31 Commenti

  1. Matteo Pascal
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 09:59 | Permalink

    Bellissima l'immagine del modello standard con i LEGO, ora me la stampo e la infilo in Particelle familiari, utile anche come segnalibro! 🙂

  2. Nereis
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 10:13 | Permalink

    Io mi aspettavo le figure nel libro, perciò sono rimasto male quando ho visto che non c'erano. Si sente che manca una parte importante. Accetto le vostre ragioni però solo come scuse.

  3. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 11:33 | Permalink

    Matteo, mi hai dato un'idea geniale: appena ho un attimo disegno un segnalibro con quella foto e la copertina del libro, e lo metto qui in PDF da scaricare.

  4. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 11:36 | Permalink

    Nereis, mi spiace per la tua delusione, ma forse avresti potuto sfogliarlo prima dell'acquisto? In ogni caso, mi assumo la responsabilità della scelta: secondo me il testo come è costruito basta e avanza (e buona parte del capitolo 3 è scritta apposta per disorientare: come credi che si sentissero i fisici prima dell'invenzione del Modello Standard?), anche se ovviamente (e volutamente!) richiede uno sforzo da parte del lettore. Mi devo scusare per questo?

  5. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 12:38 | Permalink

    Io sono dell'idea che il libro e il blog siano complementari.
    Non mi sono mancate le figure, i diagrammi, le formule, anzi forse meglio così per chi non è fisico.
    Adesso aspetto il prossimo 😉 continuando a leggere il blog.

  6. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 13:00 | Permalink

    In effetti una delle ragione che hanno a suo tempo portato alla scelta di non avere figure era proprio quella di fare un testo accessibile a tutti, anche e soprattutto a coloro che non girellano in rete con una curiosità pregressa per la fisica delle particelle, ma magari incontrano per caso il libro in libreria e si fanno tentare.

  7. Matteo Pascal
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 14:06 | Permalink

    Io questa cosa del "senza figure è meglio per chi non è fisico" proprio non riesco a capirla... personalmente avrei messo la tabella delle particelle del modello standard (anche se il segnalibro-Lego è un ottimo ripiego), e non sarebbero state male delle illustrazioni per spiegare il concetto di interferenza tra onde, o il teorema di Pitagora applicato all'energia, o la struttura del CERN. Pazienza, capisco le motivazioni di Marco e potrei dire di più: ho appena sfogliato un altro libro di fisica in cui si è tentato un esperimento simile, ovvero parlare di Fisica attraverso la narrazione, e mi sono accorto che nonostante i miei ricordi nessuna delle illustrazioni era esplicativa di concetti fisici. Parlo di "Alice nel paese dei quanti". Eppure il libro funziona.

    In conclusione, consiglio a Marco di fare solo due piccole modifiche per la seconda edizione, per non stravolgere il senso del libro: aggiungere almeno la tabella delle particelle (ancora meglio nel formato LEGO qui proposto, magari proprio come segnalibro) e aggiungere una nota esplicativa sulla scelta di eliminare figure, grafici e tabelle, a beneficio di chi non frequenta il blog.

  8. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 16:23 | Permalink

    Matteo, anche a me suonava ostica all'inizio, ma devi capire che non tutti quelli che potrebbero voler leggere (o, soprattutto, a cui vorresti far leggere) della divulgazione scientifica hanno dimestichezza con il linguaggio tipico della scienza (grafici, numeri, tabelle), e lo scopo di un'opera del genere non è insegnare un po' di fisica a chi ne vuole sapere di più, ma portare un'idea del senso della ricerca, delle sue motivazioni e della sua passione anche e soprattutto a chi ne è molto lontano. Per questo il racconto in chiave narrativa è uno strumento più adatto, anche se lascia giocoforza fuori molta possibili`a di comprensione, e capisco che possa scontentare chi avrebbe voluto "imparare" di più. Per questi, ovviamente, c'è il blog, e molte altre risorse.

  9. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 16:56 | Permalink

    Ciao,
    finito di leggere il libro ieri: onestamente non mi sono mancate le illustrazioni ma forse perché avevo bene in testa l'argomento. In realtà non sono così convinto che un neofita riesca a visualizzare bene le situazioni che dettagliatamente ed ottimamente racconti, soprattutto in certi passaggi. Io mi sono divertito molto a seguire i personaggi che rappresentano in qualche modo gli stereotipi degli esseri con cui il ricercatore a che fare. Complimenti

  10. Nereis
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 19:13 | Permalink

    La mia delusione è solo perchè mancano le figure. Io l'ho sfogliato il libro prima di comprarlo. Ne volevo comperare dieci copie per regalarlo ai miei amici, che hanno figli e nipoti. Ma senza le figure trovavo che si sarebbero potuti annoiare a una sola lettura. Sul mio desktop ho la tua presentazione al TED di Como (che ogni tanto mi riguardo) e le mie aspettative sul libro erano legate ad essa, al tuo parlato, ma soprattutto alle figure (insuperabile la prima dei mattoncini LEGO). Vedi, che ora la metti nel tuo blog?

  11. Matteo Pascal
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 19:56 | Permalink

    Nerels, non credo che i bambini siano il target giusto per questo libro. Non è un problema del libro, è un problema del target che si ha in mente. Sarebbe come far leggere a un bambino "Il castello dei destini incrociati", con la scusa del "perchè tanto sono favole". Questo è un libro rivolto a persone che hanno una minima infarinatura di fisica, e che di fronte a un passaggio poco chiaro nel libro non si fanno scrupolo di ricercare in internet maggiori informazioni, qui o altrove. Mi sembra molto difficile che qualcuno digiuno di fisica, digiuno davvero intendo, non un frequentatore anche sporadico del blog, acquisti per caso il libro e si appassioni all'argomento così tanto da cercare notizie in internet. Posso sbagliarmi, chiaro, e questo è il posto giusto in cui qualcuno mi può smentire. Però è inutile girarci intorno, la frase di Marco, "una delle ragione che hanno a suo tempo portato la scelta di non avere figure era proprio quella di fare un testo accessibile a tutti" per me rimane più incomprensibile e contaria al senso comune di tutto ciò che ho mai letto di fisica quantistica.

    Concludo con un aneddoto. A 8 anni sono rimasto folgorato da un articolo di Le Scienze sui preoni, e ricordo che cercavo di convincere tutti i miei amichetti sull'esistenza di una sottostruttura comune tra quark e leptoni. Non sapevo quasi nulla di fisica, precisiamo, ero (e sono) tutto tranne che un genio. Però quell'articolo, con le sue immagini (pure anni '80) aveva fatto colpo. E non prendiamoci in giro, se quell'articolo fosse stato puramente testuale non avrei dedicato allo stesso nemmeno un nanosecondo. Nerels, se cerchi un libro da regalare ad amici con figli e nipoti, ribadisco il mio consiglio su "Alice nel paese dei quanti".

  12. Matteo Pascal
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 20:12 | Permalink

    PS: In un certo senso la mancanza di figure mi ha ricordato la famosa descrizione del portale ne Il nome della rosa, descrizione volta appunto a realizzare una prima scrematura dei lettori, tra chi resisteva e voleva andare avanti nonostante (o forse proprio grazie!) alla descrizione del portale, e chi invece cercava solo un giallo ambientato nel medio evo ad opera di un tizio famoso, e a metà descrizione si ritrovava a lanciare il libro fuori dalla finestra. Anche qui, quando Marco parla di voler disorientare apposta, di voler stimolare i lettori a cercare informazioni autonomamente in rete, sembra si voglia realizzare una simile scrematura tra i lettori. Mi va benissimo, lo preferisco all'incomprensibile "niente figure per non spaventare i lettori non laureati in fisica", però poi si metta in chiaro che il libro appunto non vuole essere per tutti. Cosa che non è assolutamente una colpa.

  13. delo
    Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 21:07 | Permalink

    Marco, ma il nostro beneamato bosone di Higgs non ce lo mettiamo in questo schema?!

    delo

  14. Pubblicato il 20 luglio 2014 alle 21:15 | Permalink

    Non ancora 🙂

    (ho un foto con una minifig che aggiunge una placchetta grigia, per una prossima puntata)

  15. luca
    Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 07:37 | Permalink

    ottima l'idea del segnalibro...la figura in questione è l'unica che potrebbe essere veramente utile nel corso della lettura.

    ottimo lavoro mi piace....anche lo stile narrativo è quello giusto...
    luca
    P.S.:

    pag. 82 letta poco fa
    "Se nell'idrogeno la carica positiva dell'elettrone è compensata dalla carica positiva del protone...."
    non dovrebbe essere carica negativa dell'elettrone?

  16. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 07:53 | Permalink

    Oh si, orrore, è un erroraccio sfuggito a tutte le riletture (chissà come è finito li: quella parte è stata scritta e riscritta perché nelle prime versioni risultava incomprensibile ai profani). Segno nel file degli errori, per una prossima edizione eventuale.

  17. isapinza
    Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 08:08 | Permalink

    Ecco bravo, che non mi andava di salire in soffitta a cercare i Lego 😉
    Comunque si, questa è forse l'unica immagine di cui si sente un pò la mancanza nel libro. Ma secondo me è l'unica, il resto scorre via benissimo anche senza immagini ^_^

  18. Nereis
    Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 09:35 | Permalink

    Per finire la questione delle immagini, almeno per me.
    Ma scusate, non è forse tutto il libro permeato da immagini, metafore descritte molto bene per far capire, al punto che un bravo disegnatore potrebbe trasformare il libro in un Libro a Fumetti? La Lente, le Forbici, le Ciliegie, i Panettoni, gli Ammortizzatori e via diseguito... Perfino i personaggi possono essere trasformati in immagini.
    Solo che queste immagini sono descritte. E va bene. Ma mettere l'immagine coi mattoncini, a MATRICE, è un'altra cosa, specie per un bambino.
    Matteo Pascal. Ce l'ho "Alice nel paese dei quanti" e, sempre nel divulgativo, il vecchio ormai ma sempre valido "Il Cantico dei quanti" con l'aggiornato "Metafisica Quantistica" e anche "Il Bizzarro Mondo dei Quanti" che consiglio.

  19. Lorenzo
    Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 14:43 | Permalink

    Cavolo ma ti sei fatto una lightbox per fotografare dal vero tutti i mattoncini lego? Non era più semplice farli direttamente in computer grafica 3d?
    Complimenti per il libro!

  20. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 14:48 | Permalink

    Lorenzo, ma vuoi mettere il gusto di imparare a dosare il flash esterno, e sopratutto di incollare la carta velina con la pupa seienne?

  21. Lorenzo
    Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 15:53 | Permalink

    Bhe in effetti se la metti in questa prospettiva!
    P.S non mi ricordavo neanche più che esistesse la carta velina!

  22. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 16:22 | Permalink

    La fonte migliore di carta velina a casa mia sono le scatole delle scarpe 🙂

  23. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 16:35 | Permalink

    Eccomi con una domanda... Sto leggendo e non sono ancora arrivato in fondo, quindi è possibile che la risposta sia solo un po' più avanti, anche se credo di no.

    Bene, il mio problema sono i mediatori delle interazioni. Io mi visualizzo la cosa come se fosse una partita di tennis, i due tennisti si scambiano la pallina che trasporta la forza da uno dei due all'altro. Questo spiega il fatto che le interazioni non si trasmettono istantaneamente, ma fa fatica a spiegare le forze attrattive... C'è qualche altra metafora più adatta? Questa è troppo "classica"?

  24. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 16:51 | Permalink

    Sono abbastanza sicuro che il libro non soddisferà la tua domanda: non ho fatto nessun tentativo di spiegare con analogie "classiche" le interazioni fondamentali, le ho date per scontate raccontandone gli effetti, per spostarmi oltre. Non che, se avessi voluto, le cose sarebbero state semplici: il problema è che i mediatori delle interazione, tecnicamente, non sono particelle "reali", ma particelle "virtuali", e qualunque analogia classica rischia di fallire abbondantemente. Come se non bastasse, non ci sono solo interazioni attrattive e repulsive: l'interazione debole, per esempio, trasforma il "sapore" delle particelle (elettroni in neutrini, quark di un tipo in un altro): come fai a raccontare questa magie con lo scambio di palline?

    Però, se vuoi, puoi pensarla in questo modo. Le particelle mediatrici sono delle increspature di un campo più generale, come le onde su un mare calmo generate dal passaggio di una barca di gran cabotaggio. Certe particelle generano creste d'onda, che tendono a respingere le altre particelle quando le raggiungono; altre particelle invece delle depressioni che hanno tendenza a "attirare" le altre particelle quando le raggiungono. Non è granché, ma per adesso dovrai accontentarti 🙂

  25. Pubblicato il 21 luglio 2014 alle 17:30 | Permalink

    Ok, va bene, immagino che sia una di quelle cose difficili da spiegare, come il classico perché i magneti si respingono di Feynman...

    La metafora delle onde in effetti rende più l'idea di campo.

    Grazie!

  26. luca
    Pubblicato il 22 luglio 2014 alle 07:55 | Permalink

    ma si certierrorini rimangono anche dopo molte riletture...e sono talmente banali che sono dei profani possono scoprirli.....e poi noi affezionati lettori di borborigmi che ci stiamo a fare??
    visto che questa edizione andrà a ruba ..nella prossima se ci mettete il famoso segnalibro sarà veramente una bella idea
    grazie ancora per il libro....lettura veramente gradevole...

  27. My_May
    Pubblicato il 24 luglio 2014 alle 09:39 | Permalink

    Ho avuto una bella idea(spero). Siccome è arrivata mia nipote che divora qualsiasi libro e siccome non ho ancora il tempo di leggerlo io...ora glielo presto. Non credo abbia molte nozioni di fisica (visto che ha una preparazione umanistica come la mamma della pulce), e forse nemmeno gli piace tanto. Oggi glielo presto e vediamo che mi dice. Poi ti faccio sapere:)

  28. carletto
    Pubblicato il 24 luglio 2014 alle 13:41 | Permalink

    Sto leggendo il libro. In definitiva a me piace; tuttavia avrei inserito delle immagini per visualizzare meglio le particelle descritte.

    Tuttavia ottimo lavoro. Il libro trasuda d'amore: amore per la scienza e ancor di più per la Signora delle lettere e per la Pulce.

  29. mmorselli
    Pubblicato il 26 luglio 2014 alle 02:43 | Permalink

    Leggo solo ebook, e ovviamente ho comprato "particelle" in versione ebook su Amazon. Negli ebook le figure spesso vengono martoriate, non c'è una gran cultura della qualità, ancora, per cui alla lunga ho imparato ad odiarle dato che in genere non ci si legge nulla e se le ingrandisci è peggio, ma se l'autore le ha messe probabilmente servivano. Per questo non sono affatto infastidito dalla mancanza di figure nel libro di Marco, perché appunto se l'autore non le ha messe, significa che ha fatto in modo che non servissero... Da appassionato di fotografia ho apprezzato la foto qui sopra per via della lightbox artigianale (ecco, appunto, la cultura della qualità, per un blog molti l'avrebbero fatta su un tavolo, col telefonino), ma siamo onesti, non è necessaria a capire la metafora spiegata nel libro, anzi, forse è fuorviante, perché lo scopo della metafora è farci immaginare particelle ed interazioni, non mattoncini. Penso che per provare a capire la quantistica meno si cerca di fare paralleli con le cose comuni di ogni giorno, e più strada si fa, meglio partire dall'assurdo così come viene descritto, considerandolo un oggetto nuovo un po' strano, da prendere così com'è.

  30. Gianni
    Pubblicato il 31 agosto 2014 alle 20:10 | Permalink

    ho letto il libro .... in due giorni!
    bello ... e scritto bene.
    benché sia un ingegnere, l'ho capito sia perché conosco gli argomenti che mi affascinano da sempre e da sempre non li capisco fino in fondo, sia perché ho potuto finalmente comprendere la natura di alcuni problemi come quello della necessità di scoprire le tracce del borsone di Higgs
    mi viene voglia di studiare di nuovo fisica.

  31. Pubblicato il 31 agosto 2014 alle 21:21 | Permalink

    Sono contento che ti sia piaciuto!

2 Trackback

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  • Mi chiamo Marco Delmastro, sono un fisico delle particelle che lavora all'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

    Su Borborigmi di un fisico renitente divago di vita all'estero lontani dall'Italia, fisica delle particelle e divulgazione scientifica, ricerca fondamentale, tecnologia e comunicazione nel mondo digitale, educazione, militanza quotidiana e altre amenità.

    Ho scritto un libro, Particelle familiari, che prova a raccontare cosa faccio di mestiere, e perché.

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