Amarcord

Il simposio di Varenna, organizzato sabato scorso dalla Società Italiana di Fisica per i 60 anni della Scuola estiva di fisica “Enrico Fermi”, i 90 anni del Consiglio Nazionale delle Ricerche e i 150 anni del Politecnico di Milano, è stato in parte rievocazione storica, in parte panoramica sullo stato dell’arte di varie discipline, in parte rassegna delle aspettative  in tempo di crisi economica.

Forse perché i fisici presenti erano in prevalenza sperimentalisti (fotonica, opto-elettronica, materiali “disordinati”, rilevatori di neutrini), sembra difficile che il matematico Uzy Smilansky, dell’Istituto Weizmann, li abbia convertiti al metodo dei grafi quantistici per analizzare reti complesse: durante il coffee-break i commenti non erano entusiasti

Formiche robot

FUTURO – Ricordate i robottini ALICE? Sono mini robot programmabili, sviluppati all’EPFL, utilizzati spesso dai ricercatori nello studio delle proprietà emergenti, cioè quei comportamenti complessi che si manifestano a partire da poche, semplicissime, regole seguite dalle unità che compongono il sistema. Ne sono un esempio gli stormi, siano questi di uccelli o di robot.

Usando ALICE questa volta i ricercatori sono riusciti a mimare quasi perfettamente il foraggiamento delle formiche argentine (Linepithema humile). Il problema di partenza era come le formiche scegliessero il percorso da seguire dal nido alla fonte di cibo: possibile che fossero in grado di riconoscere e ricordare la geometria del percorso?

Consumo di stupefacenti: quando il gioco si fa complesso…

SALUTE – La lotta alla tossicodipendenza ha un nuovo alleato: è la teoria della complessità. Una ricerca tutta italiana ha sviluppato un modello, ispirato ai metodi della fisica statistica e dei sistemi complessi, per studiare il fenomeno dell’abuso di droghe nella nostra nazione. Gli autori sono Luciano Pietronero, direttore dell’Istituto dei Sistemi Complessi del CNR di Roma, e Riccardo Di Clemente, dottorando all’Institute for Advanced Studies IMT di Lucca. Il loro articolo è stato pubblicato su Scientific Reports, rivista online che fa capo a Nature.

La fisica incontra la biologia, ovvero dal lavoro sporco al calcolo matematico

CULTURA- Cosa succede quando un fisico sconfina nei territori tormentati della biologia? La sfida è scoprire le leggi alla base dei sistemi viventi: dai batteri unicellulari, dalle uova transgeniche di moscerino, agli stormi di uccelli migratori; fino agli esperimenti avveniristici, in cui un’equipe di Princeton, coordinata dal William Bialek, dell’Istituto di genomica integrativa Lewis-Sigler all’Università di Princeton, negli Stati Uniti, ha creato una colonia di neuroni, adagiata su un nanochip che ne registra ogni palpito. Un’ibrido uomo/macchina.

Bill Bialek, siamo alla vigilia di una nuova era nella biologia? I suoi successi nell’applicare principi fisici a problemi biologici complessi sembra puntare in questa direzione…

Proprio come Red e Toby, fisica e biologia condividono una lunga storia di amore/odio. L’obiezione che i fisici fanno subito quando si parla di biologia è che la vita, quest’amalgama di carne, ossa e sostanze chimiche, è molto imprecisa, di per sé. Ci è  chiaro che processi biologici i più diversi, dalla regolazione dei geni al comportamento dei batteri, per funzionare correttamente richiedono una precisione di almeno il 10%. Dunque non sono per nulla imprecisi: se la concentrazione di una molecole è sbagliata in una parte su dieci, il processo si blocca. Ma c’è un altro aspetto, più innovativo. Possiamo capire molti aspetti della biologia in modo quantitativo usando approcci fisici a partire da principi primi. Meccanica statistica, massimizzazione dell’entropia, teoria dell’informazione congiurano per trasformare quello che sembrava lavoro sporco in un preciso problema matematico: e fare delle predizioni verificabili quantitativamente. Il nostro punto di vista si è capovolto. Quelli che una volta sembravano bizzarri accidenti dei sistemi viventi imperfetti, sono diventati i meccanismi specifici grazie ai quali quei sistemi viventi operano ai limiti teorici delle loro capacità

La rete complessa del go

CRONACA – Computer capaci di battere i migliori giocatori di go? Ancora impossibile, ma la sfida potrebbe presto essere vinta grazie al lavoro di due fisici teorici francesi, ricercatori all’equivalente transalpino del nostro Cnr, il Cnrs. Olivier Giraud e Bertrand Georgeot, che lavorano rispettivamente nei laboratori di fisica teorica e di modelli statistici delle Università di Tolosa III e di Parigi-Sud, hanno applicato per la prima volta la teoria delle reti a un gioco di strategia. I loro risultati, pubblicati sulla rivista Europhysics Letters, dovrebbero permetterci di migliorare i futuri programmi di simulazione

Dalle valanghe ai terremoti

Le piccole valanghe che avvengono nei magneti presentano delle similitudini con analoghi fenomeni macroscopici, come i terremoti.

NOTIZIE – La meccanica statistica, quella branca della fisica che usa le leggi di probabilità per studiare sistemi composti da tanti elementi, ha applicazioni in svariati campi che a prima vista non c’entrano nulla con la fisica: dal comportamento dei neuroni nel cervello, all’andamento dei mercati finanziari mondiali, all’ecologia, ai sistemi sociali. Insomma di tutti quei fenomeni che vanno sotto il nome di sistemi complessi.

I terremoti rientrano senz’altro in questa categoria, e lo studio realizzato da un gruppo di ricercatori dell’INRIM di Torino, della Cornell University statunitense e del Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas di Rio de Janeiro e Universidade Federal do Rio Grande do Norte di Natal è riuscito a trovare delle correlazioni tra il comportamento dei magneti e i terremoti.