Scarica - Liceo Scientifico Ulivi

LE BIOTECNOLOGIE E LE
PARTICELLE ELEMENTARI
Francesco Tanzi
5°G a.s. 2015/2016
Liceo Scientifico G. Ulivi, Parma
L’UNIFICAZIONE TRA FORZA ELETTROMAGNETICA E NUCLEARE DEBOLE
L’Universo è
regolato da
quattro forze:
Forza
gravitazionale:
comune a tutta
la materia e di
tipo attrattivo
Forza
elettromagnetica:
responsabile della
natura atomica
Forza nucleare debole:
responsabile delle forze
nei decadimenti
nucleari
Forza nucleare
forte: tiene
uniti i quark
Le forze elettrica e magnetica vengono unificate da Maxwell.
Nel 1983 al CERN si dimostra che la forza
elettromagnetica e la forza nucleare debole sono
correlate.
Conferma della «Teoria elettrodebole».
Tra il 1983 e il 1984 vengono
scoperte nuove particelle
W
Dall’inglese weak, debole.
Z
Perché z è l’ultima lettera
dell’alfabeto.
I BOSONI W+ E WIl 25 gennaio 1983 viene annunciata la scoperta del bosone W.
Bosone elettricamente carico che
porta la forza debole
Negli anni ‘70 sembra impossibile
creare simili particelle
Un acceleratore a bersaglio fisso
diventa un Super Protosincrotrone
(collisore protone – antiprotone)
Super Protosincrotrone
Bisognava però cumulare un
numero sufficiente di antiprotoni
Si utilizza il raffreddamento stocastico
Nell’autunno 1982 iniziarono i primi
esperimenti di collisione
IL BOSONE Z0
Scoperto nel 1983, è una particella
di carica neutra
1958: Sidney Bludman ha ipotizzato
una particella neutra: corrente
neutra debole
IL MICROSCOPIO A EFFETTO TUNNEL: STRUMENTAZIONE
Nel 1981 Gerd Binnig e Heinrich
Roher inventano il microscopio a
effetto tunnel (STM)
Studia le superfici a livello atomico
e si basa sull’effetto tunnel
Ma cos’è l’effetto tunnel?
In meccanica quantistica una
particella è associata ad una
funzione d’onda
Per effetto tunnel l’onda può attraversare
in parte una barriera con potenziale
maggiore
IL MICROSCOPIO A EFFETTO TUNNEL: FUNZIONAMENTO
Si varia la distanza tra una punta
metallica e la superficie del
campione
Ma gli atomi sono visualizzati come
oggetti dalla superficie increspata
a) Si può agire su strutture inorganiche in modo selettivo (A)
b) È possibile manipolare materiale biologico (B)
L’EVOLUZIONE DEL COMPUTER
Tra il 1955 e il 1965 si segna la nascita
della seconda generazione di
computer
Valvola termoionica
Si passa dalle valvole
termoioniche ai transistor
Transistor
La terza generazione nasce invece
con l’avvento dei microchip
«circuiti integrati» nei quali i
transistori sono stati formati nello
stesso istante
Nel 1975 nasce la Apple Computers
e nel 1981 la IBM comincia la vendita
dei computer
Fino a qualche anno prima si
pensava al calcolatore come
mainframe
LE ONDE GRAVITAZIONALI: COSA SONO E COME VENGONO PRODOTTE
Le onde gravitazionali sono onde di
metrica dello spaziotempo
Secondo la Relatività Generale: masse
accelerate producono una radiazione
(onda) di tipo gravitazionale
Al passare di un’onda gravitazionale,
lo spaziotempo si contrae e si
espande ritmicamente
LE ONDE GRAVITAZIONALI: PROVE DIRETTE E INDIRETTE DELLA
LORO ESISTENZA
Russel Hulse e Joseph Taylor osservano un
sistema di stelle binario attraverso lo studio
di una coppia di stelle di neutroni ruotanti
l'una attorno all'altra
Vengono scoperti più di 40 oggetti
Viene scoperta PSR 1913+16
Emetteva circa 17 impulsi al secondo, ma il
periodo variava anche di 80 microsecondi da
un giorno all’altro
I SATELLITI
Il 4 ottobre 1957 viene lanciato il primo
satellite artificiale: lo Sputnik 1
Nel 1972 gli USA lanciano il Landsat 1
Si individuano diversi tipi di satelliti in base alla missione:
-
Studio della Terra o dello spazio nelle sue vicinanze (A);
-
Missioni astronomiche o militari (B);
-
Servizi come telecomunicazioni, telerilevamento, meteorologia (C).
A
B
C
Nel 1964 viene fondata da 16 paesi il
Consorzio Internazionale per le
telecomunicazioni mediante satellite
Sviluppa la rete «Intelsat» che arrivò a
raccogliere 109 satelliti
LA GENETICA NEL ‘900: IL DNA RICOMBINANTE
Nel 1972 Paul Berg seziona due DNA di
virus e li combina insieme
Si crea il DNA ricombinante
I metodi di DNA ricombinante avrebbero
dovuto dare la precedenza ad importanti
farmaci, prodotti industriali e migliorare
varietà agricole
Chiesero più tempo del previsto,
nonostante il numero di prodotti sia
aumentato
Si sviluppa l’INGEGNERIA
GENTICA
LA MEDICINA DEL ‘900: IL SISTEMA IMMUNOLOGICO
1980: Jean Dusset scopre strutture che
regolano le reazioni immunologiche
Si hanno risposte sull’organizzazione
complessiva del sistema immunitario
e sulla sua origine
LA MEDICINA DEL ‘900: L’AIDS
Il 5 giugno 1981 i Centres for Disease Control
(CDC) di Atlanta annunciano l’esistenza di una
nuova malattia infettiva: l’AIDS
L’indagine ha portato a comprendere la
natura della malattia isolando l’HIV
Virus HIV
ABSTRACT
The aim of this work is to describe the development of technology, medicine and
genetics during 1900.
In 1983, a group of scientists of CERN in Geneva, discovered that “weak interaction”
and “electromagnetic interaction” are the two faces of the same coin. This confirmed
the “Electroweak theory” hypothesized by Steven Weinberg, Abdus Salam and
Sheldon Glashow. Thanks to this discovery, the same group of scientists transformed a
throttle fixed target in a Super Proton Synchrotron. In this way they created two new
particles: boson W (W+ and W-) and boson Z0, responsible for the transmission of the
Electroweak interaction.
Two years before, in 1981, Gerd Binnig and Heinrich Rohrer invented the Scanning
Tunneling Microscope (STM), a powerful instrument used for the study of surfaces at
atomic level.
During the second half of the 1900, the second generation of computers started. With
the passing of time computers were increasingly perfected. Continuing in this
direction, in the 70s the first personal computers were born.
Some years before Einstein was developing his theory of general relativity, which
asserted the existence of gravitational waves, ripples in the curvature of spacetime
which propagate as waves. An indirect confirmation of the emission of gravitational
waves came from the observation of a binary star system.
An important development of the period was connected with satellites like Sputnik 1
and Landsat 1. Later different satellites were developed according to their purposes.
In 1972 Paul Berg was able to dissect the DNA of two different viruses, joining them
together and creating the first recombinant DNA.
On the 5th June 1981 the Centre for Disease Control of Atlanta announced the
existence of a new infectious disease: AIDS. This discovery has set in motion a very
important research effort, which can sometimes be considered disproportionate to
the epidemiological impact.
SITOGRAFIA
http://home.cern/
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1980/berg-article.html
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/index.php?option=com_content&view=article&id=337&Itemid=277
https://it.wikipedia.org/wiki/Microscopio_a_effetto_tunnel
http://www.chimicare.org/curiosita/la-chimica-dei-materiali/leffetto-tunnel-e-le-sue-applicazioni-la-
nascita-del-microscopio-a-scansione-a-effetto-tunnel-stm/
https://it.wikipedia.org/wiki/Interazioni_fondamentali#Interazione_nucleare_debole
https://it.wikipedia.org/wiki/Onda_gravitazionale
FILMOGRAFIA
NOVECENTO: IL SECOLO DELLA SCIENZA, Numero 9, “Le biotecnologie e le particelle elementari” di Enrico
Agapito, Vittorio Armentano, Luisa Bonolis, Pietro Greco.