Come tutto ebbe inizio

Per questo anno scolastico (2016-2017) il consiglio della classe 4°E del liceo scientifico G.B. Grassi ha organizzato una serie di attività...

giovedì 25 maggio 2017

Gravitational Waves and Coalescing Black Holes

Mercoledì 15 gennaio abbiamo partecipato alla lettura che il professor Thibault Damour ha tenuto presso l'Istituto per le Applicazioni del Calcolo (CNR-IAC) a Roma su Onde Gravitazionali e coalescenza di buchi neri. Seguendo questo collegamento potete leggere l'abstract della conferenza.

L'invito a partecipare è arrivato grazie all'interessamento di Donato Bini dell'IAC, uno dei tutor esterni dell'attività di alternanza scuola-lavoro, che ha proposto a uno dei gruppi di lavoro proprio un problema legato all'analisi delle onde gravitazionali emesse durante la coalescenza di due buchi neri. Si riferisce al fenomeno osservato dai due osservatori statunitensi LIGO e annunciati su Physical Review Letters del 12 febbraio del 2016.

Il professor Damour ha parlato in inglese ma noi studenti siamo riusciti a seguire abbastanza bene il filo del discorso superando le difficoltà dovute alla lingua ma soprattutto all'argomento. Il professore ci ha un po' aiutato spesso proponendo una spiegazione intuitiva del processo o del particolare passaggio prima della spiegazione più dettagliata e formale.

Dobbiamo anche ringraziare Donato Bini che ci ha aiutato intervenendo a scuola sabato (11 febbraio scorso) per presentare a grandi linee il problema, il modello proposto da Damour e Buonanno - Effective One Body Model, e le motivazioni che hanno portato alla costruzione di questo modello.


Seguendo questo collegamento potrete seguire l'intervento del professor Thibault Damour a Giovedìscienza il 16 febbraio 2017 a Torino: L'enigma della gravità. Un percorso tra universi possibili e ricerche teoriche.

sabato 20 maggio 2017

I fascicoli

Indici e rimandi


Sommario dei contenuti del fascicolo Dinamica delle popolazioni
I fascicoli sono stati realizzati in PDF evoluto, in particolare il sommario dei contenuti (che si trova a pagina 3 di ogni fascicolo) è interattivo: con un click su una voce dell'indice l'applicazione porta automaticamente a quella pagina. Inoltre i rimandi presenti nel testo, ed evidenziati in colore rosso chiaro, sono anch'essi attivi e anche in questo caso con un click del mouse sul testo evidenziato ci si sposta sul brano citato.

Per esempio, qui affianco abbiamo riportato un'immagine dell'indice del fascicolo sulla Dinamica delle popolazioni. All'interno del suo PDF, è possibile cliccare, ad esempio, su Il principio di Malthus, per poter accedere immediatamente al suo contenuto, tramite un rimando che collega questo testo al suo paragrafo 1.1 dello stesso fascicolo.

Le icone


Le icone che si trovano nelle pagine rimandano a siti web esterni e in generale a risorse disponibili in rete, utili per completare e ampliare la conoscenza sull'argomento affrontato nel laboratorio. Il significato di queste icone è descritto in seguito.

Descrizione delle icone


Attraverso questa icona è possibile attingere da una risorsa esterna; per esempio, nel fascicolo Dinamica delle popolazioni è possibile raggiungere il saggio di Vito Volterra citato nel fascicolo.


Invita a leggere il fascicolo denominato Toolbox per aiutare il lettore dal punto di vista metodologico a risolvere il problema.



Rimanda a un file GeoGebra che contiene l'esempio o il problema risolto usando questo software.


L'applicazione xMaxima, software CAS per il calcolo simbolico, è estremamente efficiente e utile per trattare numeri o dati sperimentali con un elevata precisione.


Riporta alcune spiegazioni relative alla matematica usata e attraverso chiarisce l'utilizzo di procedure o metodi matematici che sono stati usati nel testo

mercoledì 3 maggio 2017

Workshop


Il prossimo 25 maggio (dalle 15.00 alle 17.00), presso il liceo scientifico G.B. Grassi di Latina, la classe 4°E presenterà il lavoro fatto per l'alternanza scuola-lavoro.

Saranno presentati dagli studenti i problemi sperimentali affrontati: rendimento elica liberaonde gravitazionali, diffrazione di un raggio laser, forniti rispettivamente dal CNR-INSEAN, CNR-IAC, CNR-IFN.

A questo evento saranno presenti: il direttore dell'Istituto per le Applicazioni del Calcolo Roberto Natalini, la responsabile dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie di Roma Maria Gabriella Castellano, Donato Bini (CNR-IAC), Fabio Chiarello del CNR-IFN, Andrea Mancini e Marina Landolfi (CNR-INSEAN). Sarà presente anche la dirigente scolastica del G.B. Grassi di  Latina, Giovanna Bellardini.

Il workshop sarà aperto a tutti gli interessati, in modo particolare agli studenti e ai docenti di matematica, fisica e discipline scientifiche in generale.

giovedì 30 marzo 2017

Il senso di Smilla per la neve

In questo estratto Smilla spiega il motivo della sua passione per la neve e il ghiaccio, i quali sono presenti in abbondanza in Groenlandia che è la terra natale della protagonista, ma soprattutto Smilla ci trasmette la sua concezione sulla matematica: un'idea da leggere tutta d’un fiato ed in grado di coinvolgere e far appassionare anche chi non ha una approfondita conoscenza in quest’ambito.

Tratto dal film Il senso di smilla per la neve di Bille August del 1997
La giovane ragazza utilizzando paragoni particolarmente originali riesce a spiegare i concetti base della matematica ed essere quindi comprensibile alla totalità dei lettori.

Questo estratto ci interessa particolarmente in quanto ci sono diversi parallelismi con il gioco che abbiamo elaborato Lampo di genio poiché quest’ultimo è improntato sull'esplorazione del panorama scientifico mosso da una forte passione. Smilla paragona appunto il panorama scientifico al paesaggio della Groenlandia il quale sembra non avere limiti proprio come la scienza.

Buona lettura.

Il senso di Smilla per la neve

La città, parte seconda, Cap. I

 di Peter Høeg, traduzione di Bruno Berni

... Mi sembra necessario spiegargli il fatto della claustrofobia. Sai cosa c’è alla base della matematica dico, Alla base della matematica ci sono i numeri. Se qualcuno mi chiedesse che cosa mi rende davvero felice, io risponderei: i numeri. La neve, il ghiaccio e i numeri. E sai perché?
Spacca le chele con uno schiaccianoci e ne estrae la polpa con una pinzetta curva.
Perché il sistema numerico è come la vita umana. Per cominciare ci sono i numeri naturali. Sono quelli interi e positivi. I numeri del bambino. Ma la coscienza umana si espande: il bambino scopre il desiderio, e sai qual è l’espressione matematica del desiderio? 
Versa nella zuppa alcune gocce di succo d’arancia. 
Sono i numeri negativi. Quelli con cui si dà forma all'impressione che manchi qualcosa. Ma la coscienza si espande ancora, e cresce, e il bambino scopre gli spazi intermedi. Fra le pietre, fra le parti di muschio sulle pietre, fra le persone. E fra i numeri. Sai questo a cosa porta? Alle frazioni. I numeri interi più le frazioni danno i numeri razionali. Ma la coscienza non si ferma lì. Vuole superare la ragione. Aggiunge un’operazione assurda come la radice quadrata. E ottiene i numeri irrazionali. 
Scalda il pane nel forno e mette il pepe in un macinino. 
È come una sorta di follia. Perché i numeri irrazionali sono infiniti, non possono essere scritti. Spingono la coscienza all'infinito, e addizionando i numeri irrazionali ai numeri razionali si ottengono i numeri reali. 
Sono finita al centro della stanza per trovare posto. È raro avere la possibilità di chiarirsi con un’altra persona. Di norma bisogna combattere per avere la parola. Questo per me è molto importante. 
Non finisce. Non finisce mai. Perché ora, su due piedi, espandiamo i numeri reali con quelli immaginari, radici quadrate dei numeri negativi. Sono numeri che non possiamo figurarci, numeri che la coscienza normale non può comprendere. E quando aggiungiamo i numeri immaginari ai numeri reali abbiano i sistemi numerici complessi. Il primo sistema numerico all'interno del quale è possibile dare una spiegazione soddisfacente alla formazione dei cristalli di ghiaccio. È come un grande paesaggio aperto. Gli orizzonti. Ci si avvicina a essi e loro continuano a spostarsi. È la Groenlandia, ciò di cui non posso fare a meno! È per questo che non voglio essere rinchiusa. 
Sono finita davanti a lui. 
Smilla dice, posso baciarti? ...

Come tutto ebbe inizio

Per questo anno scolastico (2016-2017) il consiglio della classe 4°E del liceo scientifico G.B. Grassi ha organizzato una serie di attività in collaborazione con alcuni istituti del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Per la precisione, sono partner della scuola in questa attività:
In breve, si tratta di costruire un laboratorio di matematica applicata a un problema vero! Un problema abbastanza difficile da far sì che la soluzione sia gratificante per gli studenti ma adeguato alle loro competenze nella classe attuale.

Noi in visita del CNR-INSEAN accompagnati da Alessandro Monriconi
In pratica: ogni istituto ha proposto agli studenti un problema, un'attività, un laboratorio, che in qualche modo provenga dal lavoro quotidiano dei ricercatori che lavora nell'istituto stesso. Per esempio, l'INSEAN ha fornito i dati ricavati da una prova di elica isolata (Open Water Test) e chiede ai ragazzi di lavorare su questi dati fornendo a un ipotetico committente dell'esperimento un analisi numerica che, tra le altre cose, dovrebbe fornire il massimo rendimento dell'elica (in funzione del numero di giri) e/o un intervallo per cui il rendimento dell'elica è superiore a una certa soglia data.

Una volta risolto il problema, la strategia e il percorso sono esaminati discussi con la persona dell'istituto che segue il progetto e, una volta accertata la correttezza della proposta e dei risultati, si realizza un fascicolo che permetta ad altri alunni e insegnanti della stessa o di altre scuole di ripercorrere la stessa strada realizzando, a modo loro, lo stesso laboratorio. I fascicoli e altro materiale utile al laboratorio saranno infine pubblicati online e messi a disposizione di chiunque fosse interessato. Gratuitamente.

Il nostro Professore di matematica e fisica ha usato spesso questo materiale - molto ben fatto - per realizzare e proporre laboratori a noi studenti e gli è piaciuto vederci lavorare sodo, spesso in gruppi, alla ricerca di un metodo per risolvere il problema proposto.

Matteo, Marco, Luca e Paolo a lavoro.
In ogni laboratorio, dopo una breve introduzione al problema, il lettore è guidato verso la soluzione richiedendo ipotesi, proponendo metodi per verificare la correttezza dell'ipotesi, suggerendo strategie. Nelle ultime pagine del fascicolo è proposto un percorso risolutivo con le risposte a ogni quesito e i risultati dei calcoli richiesti, fino alla soluzione finale.

Come introduzione a tutti i laboratori gli autori avevano anche realizzato un fascicolo denominato Toolkit (a  noi sarà chiamato Toolbox) che forniva e spiegava gli strumenti matematici necessari. Davvero ben pensato e strutturato!