Di seguito gli articoli e le fotografie pubblicati nella giornata richiesta.
 
 

Una vista mozzafiato del Burj Khalifa che svetta sopra le nuvole al tramonto, evidenziando la sua forma a spirale.

Con i suoi 828 metri, il Burj Khalifa non è solo l'edificio più alto del mondo, ma un trionfo dell'ingegneria moderna. Per raggiungere tale altezza, i progettisti hanno dovuto reinventare il modo in cui si costruiscono i grattacieli, sviluppando soluzioni innovative per contrastare la gravità e, soprattutto, la forza del vento. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

Il "Buttressed Core": una nuova struttura
Per superare i limiti dei tradizionali telai in acciaio, gli ingegneri di SOM hanno ideato il sistema del "nucleo a contrafforti". La pianta a forma di "Y" non è solo estetica: il nucleo centrale esagonale resiste alla torsione, mentre le tre ali si sostengono a vicenda, scaricando efficacemente i carichi verso le massicce fondazioni.

Confondere il vento
A quote elevate, il nemico principale è il vento. Per evitare oscillazioni pericolose causate dal distacco dei vortici, la torre cambia forma mentre sale, attraverso 27 terrazzamenti a spirale. Questo design aerodinamico impedisce ai vortici di organizzarsi, garantendo la stabilità anche durante le tempeste di sabbia.

Materiali e sostenibilità nel deserto
La costruzione ha richiesto record nel pompaggio verticale del calcestruzzo e l'uso di ghiaccio nelle miscele per combattere il calore estremo durante la posa. Oltre alla struttura, il Burj Khalifa affronta la sostenibilità con un innovativo sistema che recupera l'enorme quantità di condensa prodotta dai climatizzatori, riutilizzando circa 15 milioni di galloni d'acqua all'anno per l'irrigazione dei giardini circostanti.

Chien-Shiung Wu nel suo laboratorio criogenico al National Bureau of Standards con apparecchiature per l'esperimento sul cobalto-60

Nel dicembre 1956, Chien-Shiung Wu raffreddò nuclei di cobalto-60 vicino allo zero assoluto e dimostrò che la natura ha una preferenza per la sinistra rispetto alla destra. Yang e Lee vinsero il Nobel per la teoria, ma fu Wu a progettare e realizzare l'esperimento che scardinò una delle leggi fondamentali della fisica. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

Da un villaggio cinese ai laboratori di fisica nucleare
Chien-Shiung Wu nacque il 31 maggio 1912 nella provincia di Jiangsu, in Cina, in un piccolo villaggio vicino a Shanghai. Il nome Chien-Shiung significa "forte eroe" in cinese, un nome profetico dato che avrebbe davvero dimostrato forza eroica nel mondo della fisica. Suo padre, Wu Zhongyi, era un ingegnere e riformatore educativo progressista che credeva fermamente nell'educazione femminile, una posizione radicale nella Cina dell'inizio del ventesimo secolo.

Wu Zhongyi fondò una delle prime scuole elementari per ragazze nella regione, permettendo alla figlia di ricevere un'educazione fin dalla giovane età. Chien-Shiung eccelleva in matematica e scienze e mostrava una curiosità insaziabile per il mondo naturale. Dopo le elementari, frequentò la Soochow Girls School, un'istituzione missionaria dove si distinse ulteriormente. Nel 1930 si iscrisse alla National Central University di Nanchino, inizialmente per studiare educazione ma rapidamente passando alla fisica dopo aver scoperto la sua vera passione.

All'università, Wu divenne rapidamente la migliore studentessa del suo corso. Si laureò nel 1934 con il massimo dei voti e rimase all'università come assistente di ricerca e insegnante per due anni. Durante questo periodo pubblicò i suoi primi articoli scientifici sulla struttura atomica dei cristalli. Nel 1936, all'età di 24 anni, decise di lasciare la Cina per proseguire gli studi negli Stati Uniti, un viaggio che avrebbe cambiato non solo la sua vita ma la storia della fisica.

Berkeley e l'inizio della carriera americana
Chien-Shiung Wu arrivò negli Stati Uniti nel 1936 con l'intenzione di frequentare l'Università del Michigan, ma una visita al campus dell'Università della California a Berkeley la convinse a cambiare i suoi piani. A Berkeley lavorava Ernest Lawrence, inventore del ciclotrone e futuro premio Nobel, insieme a Robert Oppenheimer, che stava formando la prossima generazione di fisici teorici americani. L'atmosfera intellettuale era elettrizzante e Wu decise che voleva far parte di quell'ambiente.

Si iscrisse al programma di dottorato in fisica a Berkeley e iniziò a lavorare sotto la supervisione di Ernest Lawrence. La sua ricerca si concentrò sulla fisica nucleare sperimentale, in particolare sulla produzione di isotopi radioattivi usando il ciclotrone di Lawrence. Wu dimostrò rapidamente un talento eccezionale per il lavoro sperimentale di precisione. I suoi colleghi la soprannominarono presto la "Marie Curie cinese" per la sua abilità e dedizione al lavoro.

Nel 1940, Wu completò il suo dottorato con una dissertazione sulla produzione di elementi radioattivi mediante bombardamento di deuteroni. Il suo lavoro fu così impressionante che pubblicò diversi articoli sulla prestigiosa rivista Physical Review. Nonostante le sue credenziali eccellenti, trovare una posizione accademica si rivelò difficile. Era donna, cinese e straniera in un'America che stava per entrare nella Seconda Guerra Mondiale. Le università americane non erano pronte ad assumere qualcuno con questo background, per quanto brillante fosse.

Il Progetto Manhattan e la fisica del decadimento beta
Durante i primi anni della Seconda Guerra Mondiale, Wu insegnò in piccole università della costa orientale, prima al Smith College e poi al Vassar College. Nel 1944 fu reclutata per lavorare al Progetto Manhattan, lo sforzo segreto americano per sviluppare la bomba atomica. Fu assegnata alla Columbia University a New York, dove lavorò sulla separazione degli isotopi di uranio mediante diffusione gassosa, un processo critico per ottenere l'uranio-235 necessario per le armi nucleari.

Il lavoro di Wu al Progetto Manhattan riguardava specificamente il problema dell'avvelenamento da xenon nei reattori nucleari. Quando l'uranio subisce fissione, uno dei prodotti è lo xenon-135, un isotopo che assorbe fortemente i neutroni e può "avvelenare" la reazione a catena, arrestando il reattore. Wu studiò questo fenomeno e contribuì a risolvere il problema, permettendo ai reattori di Hanford di produrre il plutonio necessario per la bomba di Nagasaki.

Dopo la guerra, Wu rimase alla Columbia University, che finalmente le offrì una posizione permanente nel 1952 come professore associato, rendendola la prima donna docente nel dipartimento di fisica. Si specializzò nello studio del decadimento beta, il processo mediante il quale un neutrone in un nucleo radioattivo si trasforma in un protone emettendo un elettrone e un antineutrino. Divenne rapidamente riconosciuta come l'esperta mondiale di spettroscopia del decadimento beta, con una reputazione di precisione e rigore sperimentale senza pari.

Il puzzle tau-theta e la crisi della parità
Negli anni '50, i fisici delle particelle affrontavano un enigma sconcertante chiamato il puzzle tau-theta. Erano state scoperte due particelle, chiamate tau e theta, che sembravano identiche in massa e tempo di vita ma decadevano in modi diversi: la tau in tre pioni e la theta in due pioni. Nel formalismo della meccanica quantistica, questi diversi modi di decadimento corrispondevano a stati con parità opposta. Parità opposta significava che le due particelle non potevano essere la stessa, ma tutte le altre loro proprietà erano identiche.

La parità è un concetto matematico introdotto dal fisico Eugene Wigner nel 1927. In termini semplici, una trasformazione di parità inverte tutte le coordinate spaziali di un sistema, creando essenzialmente un'immagine speculare. Per decenni si era assunto che tutte le leggi della fisica fossero invarianti sotto trasformazioni di parità, cioè che la fisica nell'immagine speculare fosse identica alla fisica nel mondo reale. Questa assunzione sembrava ovvia e naturale: perché la natura dovrebbe preferire destra a sinistra?

Nel 1956, due giovani fisici teorici cinesi-americani, Tsung-Dao Lee e Chen-Ning Yang, entrambi alla Columbia University, decisero di affrontare il puzzle tau-theta riesaminando criticamente l'assunzione della conservazione della parità. Dopo aver rivisto sistematicamente tutta la letteratura sperimentale, Lee e Yang giunsero a una conclusione sorprendente: mentre la conservazione della parità era stata verificata sperimentalmente per le interazioni elettromagnetiche e per l'interazione forte, non era mai stata testata per l'interazione debole, quella responsabile del decadimento beta.

La proposta rivoluzionaria
Nell'estate del 1956, Lee e Yang pubblicarono un articolo teorico audace intitolato "Question of Parity Conservation in Weak Interactions" sulla rivista Physical Review. Nell'articolo suggerivano che forse la parità non è conservata nell'interazione debole e proponevano diversi esperimenti specifici per testare questa ipotesi rivoluzionaria. La reazione della comunità scientifica fu in gran parte scettica. L'idea che una simmetria fondamentale della natura potesse essere violata sembrava troppo radicale. Molti fisici respinsero la proposta come fantasiosa.

Uno degli esperimenti proposti da Lee e Yang riguardava la misurazione della distribuzione angolare degli elettroni emessi nel decadimento beta di nuclei radioattivi con spin allineato. Se la parità fosse conservata, gli elettroni dovrebbero essere emessi simmetricamente in tutte le direzioni. Ma se la parità fosse violata, potrebbe esserci una preferenza direzionale nell'emissione degli elettroni rispetto alla direzione dello spin nucleare.

Lee sapeva che Chien-Shiung Wu, sua collega alla Columbia, era l'esperta mondiale in decadimento beta e fisica nucleare a bassa temperatura. Nel maggio 1956, Lee andò nel laboratorio di Wu per discutere l'esperimento proposto. Wu capì immediatamente l'importanza dell'idea. Anche se l'esperimento avesse confermato la conservazione della parità, avrebbe comunque stabilito limiti superiori importanti sulla possibile violazione. Ma se l'esperimento avesse mostrato violazione della parità, sarebbe stata una scoperta rivoluzionaria.

L'esperimento del cobalto-60: progettazione e sfide
Wu decise rapidamente che voleva fare l'esperimento e che doveva farlo immediatamente, prima che altri fisici capissero l'importanza della proposta di Lee e Yang. Cancellò persino un viaggio pianificato in Svizzera e Cina, che sarebbe stato il suo primo ritorno in patria dopo vent'anni. La scelta dell'isotopo da usare fu cruciale. Wu decise di utilizzare il cobalto-60, un isotopo radioattivo con spin 5 che decade in nichel-60 emettendo un elettrone e un antineutrino elettronico.

La sfida tecnica era enorme. Per osservare un effetto di violazione della parità, i nuclei di cobalto-60 dovevano essere allineati, cioè i loro spin dovevano puntare tutti nella stessa direzione. In condizioni normali, i nuclei in un campione sono orientati casualmente a causa dell'agitazione termica. Per allinearli era necessario raffreddarli a temperature criogeniche vicino allo zero assoluto e applicare un campo magnetico intenso. Nessuno aveva mai fatto un esperimento così sofisticato prima.

Wu sapeva che non poteva realizzare l'esperimento da sola. Aveva bisogno di esperti in fisica a basse temperature. Contattò Ernest Ambler e i suoi colleghi al National Bureau of Standards a Washington, che avevano esperienza con la tecnica di demagnetizzazione adiabatica, un metodo per raggiungere temperature ultra-basse. Ambler e il suo team, composto da Raymond Hayward, Dale Hoppes e Ralph Hudson, accolsero con entusiasmo la proposta di collaborare.

La tecnica criogenica
Il metodo usato per allineare i nuclei di cobalto-60 fu basato sulla tecnica Rose-Gorter, proposta dal fisico olandese Cornelius Gorter e dal fisico americano Maurice Rose. Il campione consisteva in un cristallo di nitrato di cerio magnesio con uno strato sottile di cobalto-60 depositato sulla superficie. Il cristallo fu inserito in un criostato, un dispositivo sofisticato per raggiungere e mantenere temperature estremamente basse.

Prima fase: il campione fu raffreddato usando elio liquido pompato a bassa pressione, raggiungendo circa 1,2 Kelvin, solo 1,2 gradi sopra lo zero assoluto. A questa temperatura, l'agitazione termica è molto ridotta ma non abbastanza per allineare i nuclei. Seconda fase: fu applicato un forte campo magnetico orizzontale per magnetizzare il sale paramagnetico circostante il cobalto. Terza fase: il campo magnetico fu rapidamente spento. Durante la demagnetizzazione, il sale assorbe calore dal sistema, abbassando ulteriormente la temperatura a circa 0,003 Kelvin.

A questa temperatura incredibilmente bassa, fu applicato un campo magnetico verticale relativamente debole attraverso un solenoide. Questo campo era orientato lungo l'asse cristallografico del sale con basso fattore g, quindi causava un aumento di temperatura trascurabile. Tuttavia, il campo era sufficientemente intenso per allineare i nuclei di cobalto-60 fu basato sulla tecnica Rose-Gorter, proposta dal fisico olandese Cornelius Gorter e dal fisico americano Maurice Rose. Il campione consisteva in un cristallo di nitrato di cerio magnesio con uno strato sottile di cobalto-60 depositato sulla superficie. Il cristallo fu inserito in un criostato, un dispositivo sofisticato per raggiungere e mantenere temperature estremamente basse.

Prima fase: il campione fu raffreddato usando elio liquido pompato a bassa pressione, raggiungendo circa 1,2 Kelvin, solo 1,2 gradi sopra lo zero assoluto. A questa temperatura, l'agitazione termica è molto ridotta ma non abbastanza per allineare i nuclei. Seconda fase: fu applicato un forte campo magnetico orizzontale per magnetizzare il sale paramagnetico circostante il cobalto. Terza fase: il campo magnetico fu rapidamente spento. Durante la demagnetizzazione, il sale assorbe calore dal sistema, abbassando ulteriormente la temperatura a circa 0,003 Kelvin.

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