Complessità e altre storie
Luciano Pietronero
glossario
Bosoni
Particelle che prendono il nome dal fisico indiano Satyendra Nath Bose. Formano stati quantici compositi totalmente simmetrici. Come risultato, i bosoni obbediscono alla statistica di Bose-Einstein.
Bottom up
Insieme al top down, metodologia adoperata per analizzare situazioni problematiche e costruire ipotesi adeguate alla loro soluzione: il concetto di situazione problematica è riconducibile ad ambiti tra i più vari come ad esempio la elaborazione di un programma informatico, la risoluzione di un problema geometrico ovvero matematico, la elaborazione di un testo, la risoluzione di un problema pratico/operativo.
Il bottom up richiama invece un'immagine raffigurante una freccia in cui la coda è il bottom (il sedere) mentre up è la punta, dal punto di vista dinamico si parte dal bottom e si procede verso up. Il bottom up prende corpo dal punto di partenza (bottom) ovvero dalla situazione iniziale, considera l'obiettivo finale, induce a costruire un percorso sequenziale organizzato in passaggi successivi in cui l'ancoraggio tra traguardi intermedi e obiettivo finale è ricercato con metodo generalmente improntato a tentativo ed errore quindi di tipo casuale, nei casi migliori intuitivo. È per lo più adatto a situazioni problematiche lineari, semplici, delle quali la dinamica è generalmente nota.
Cluster
In astronomia, gli ammassi stellari e, in particolare, quelli globulari.
Clustering
Detta anche analisi dei cluster o analisi di raggruppamento. Insieme di tecniche di analisi multivariata dei dati volte alla selezione e raggruppamento di elementi omogenei in un insieme di dati. Tutte le tecniche di clustering si basano sul concetto di distanza tra due elementi. Infatti la bontà delle analisi ottenute dagli algoritmi di clustering dipende essenzialmente da quanto è significativa la metrica e quindi da come è stata definita la distanza. La distanza è un concetto fondamentale dato che gli algoritmi di clustering raggruppano gli elementi a seconda della distanza e quindi l'appartenenza o meno ad un insieme dipende da quanto l'elemento preso in esame è distante dall'insieme.
Vengono utlizzate generalmente quando si hanno tanti dati eterogenei e si è alla ricerca di elementi anomali.
Drogaggio
In elettronica, nella preparazione dei semiconduttori, la disseminazione entro un certo elemento, per esempio silicio, di piccole quantità di impurezze in modo che esso acquisti particolari proprietà conduttrici.
Eccitone
In fisica, stato eccitato in un isolante o in un semiconduttore, costituito da un elettrone e da una lacuna, che, interagendo tra loro, danno luogo a una serie di livelli energetici simili a quelli che si hanno dall’interazione di elettrone e protone nell’atomo
Equazione di Dirac
Equazione che descrive in modo relativisticamente invariante il moto delle particelle a spin semi- intero (fermioni).
Fermione
Un fermione è qualunque particella il cui momento angolare intrinseco (spin) ha un valore multiplo dispari di 1/2 (1/2, 3/2,...), misurato in unità (h-tagliato). Come conseguenza del loro momento angolare, tutti i fermioni obbediscono al principio di esclusione di Pauli. Le particelle materiali fondamentali (quark e leptoni), come anche la maggior parte delle particelle composte (come protoni e neutroni) sono fermioni. Perciò, secondo il principio di esclusione di Pauli, queste particelle non possono coesistere nello stesso luogo. E questa, per la materia in condizioni ordinarie, è una proprietà importantissima. I bosoni sono le particelle il cui spin ha misura intera (0, 1, 2...) misurato in unità (h-tagliato). Sono bosoni: a) le particelle mediatrici di tutte le interazioni fondamentali; b) le particelle composte da un numero pari di fermioni, come ad esempio i mesoni. Il nucleo di un atomo può essere un bosone oppure un fermione: dipende dal numero dei suoi protoni e neutroni (se è pari sarà un bosone, se è dispari un fermione). Questa proprietà spiega lo strano comportamento dell’elio, che, a bassissime temperature, è un superfluido, per cui, tra le altre cose, non ha viscosità: i suoi nuclei sono bosoni e possono passare uno attraverso l’altro. (Fonte INFN)
Ione
Atomo o gruppo di atomi che hanno acquistato una carica elettrica per la perdita o la cattura di elettroni. Nel caso di perdita di elettroni, si parla di ioni positivi (o cationi), nel caso contrario di ioni negativi (o anioni). Gli ioni, essendo elettricamente carichi, sotto l’azione di un campo elettrico migrano verso l'elettrodo di segno opposto.
Lacuna
In elettronica la lacuna elettronica, chiamata anche semplicemente lacuna, è, insieme all’elettrone, uno dei due portatori di carica che contribuiscono al passaggio di corrente elettrica nei semiconduttori. La lacuna ha in valore assoluto la stessa carica dell’elettrone, ma contrariamente a quanto accade a questa particella, la sua carica è positiva. Per quanto sia conveniente considerare le lacune come dei reali portatori di carica positiva, è importante ricordare che la lacuna non è una particella elementare come l’elettrone. La lacuna è, invece, la mancanza di un elettrone all’interno di un semiconduttore.
Polarone
In fisica, con questo termine si indica una “quasi particella” che descrive l’interazione tra un elettrone libero e dei fononi all’interno di un solido cristallino ionico. In un solido ionico, un elettrone libero polarizzerà.
Plasmone
Con questo termine si indicano i quanti di oscillazione di un metallo. Quando in un metallo s’introduce una carica negativa aggiuntiva si provoca, al suo interno, un processo di oscillazione della nuvola di elettroni.
Radiazione cosmica di fondo
Per radiazione cosmica di fondo (abbreviata in CBR, da Cosmic background radiation) si intende generalmente la radiazione omogenea ed isotropa che nella cosmologia moderna è ritenuta essere il residuo termico del big bang. Questa radiazione, scoperta nel 1964 da Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson (che per questo motivo ricevettero il Premio Nobel per la Fisica) è più propriamente nota come radiazione cosmica di fondo a microonde (CMBR, da Cosmic microwave background radiation).
Superconduttività
Proprietà di alcuni metalli, leghe e composti chimici per la quale la loro resistività elettrica e la permeabilità magnetica assumono, a temperature bassissime, valori praticamente nulli.
Supernova
Esplosione stellare che da esito alla nascita di una nuova stella nella sfera celeste. Il prefisso “super” la distingue da una nova, la quale è anch’essa una stella che aumenta la sua luminosità, ma in maniera nettamente minore e con un meccanismo diverso.
Le supernovae sono contraddistinte dall’espulsione degli strati esterni di una stella, riempiendo lo spazio circostante di idrogeno ed elio (oltre ad altri elementi). I detriti formano quindi nubi di polveri e gas. Un’esplosione di supernova può comprimere del gas preesistente che si trovava vicino alla stella e si suppone che ciò possa innescare processi di formazione stellare.
La sua luminosità è tipicamente un miliardo di volte superiore a quella del Sole, e gli strati esterni della stella vengono espulsi a migliaia di chilometri al secondo. La supernova è l’unico meccanismo conosciuto per produrre gli elementi più pesanti del ferro (tra cui cobalto, uranio, nichel, piombo, iodio, tungsteno, oro e argento), indispensabili alla nostra civiltà e alla vita come la conosciamo.
Teoria del caos
Settore della teoria matematica dei sistemi dinamici che si occupa dei cosiddetti sistemi caotici.
Gruppo di rinormalizzazione
Apparato matematico che consente di studiare i cambiamenti di un sistema fisico così come lo si vede a diverse scale di distanza. Nella fisica della particelle, riflette i cambiamenti delle leggi di forza quando si varia la scala di energia alla quale i verifica il processo fisico.
Top down
Insieme al bottom up, metodologia adoperata per analizzare situazioni problematiche e costruire ipotesi adeguate alla loro soluzione: il concetto di situazione problematica è riconducibile ad ambiti tra i più vari come ad esempio la elaborazione di un programma informatico, la risoluzione di un problema geometrico ovvero matematico, la elaborazione di un testo, la risoluzione di un problema pratico/operativo.
Il top down richiama l'immagine di una piramide con la cima (top) in alto e la base (down) posta in posizione orizzontale, la caratterizzazione dinamica del metodo prevede di partire dal top e scendere verso il down. Top, molto usato oggi giorno (top ten, top model…), può essere efficacemente tradotto in obiettivo inteso come obiettivo da raggiungere per risolvere una situazione problematica, down è riconducibile alla strategia necessaria a conseguire il fine predeterminato. Il top down parte dall'obiettivo e da esso fa scaturire la strategia direttamente adatta a determinare l'obiettivo stesso, quindi valorizza il perché e da esso fa dipendere il come ovvero la strategia, individua quindi le risorse necessarie, precisa quelle disponibili e identifica quelle mancanti, propone successivamente ogni risorsa mancante come sub-obiettivo ovvero come sottoproblema in cui ciascun sub-obiettivo richiede una sub-strategia ad esso correlata. Il top down struttura e sistematizza la riflessione, motiva ogni passaggio in modo logico e ripulisce il metodo di lavoro da tentativi casuali, intreccia strettamente analisi ed elaborazione, dà alla strategia complessiva un carattere di eleganza sostanziale e formale che si estrinseca come trasparenza e sistematicità. È soprattutto adatto, ma non solo, a situazioni complesse, inedite, di differenti tipologie.
Turbolenza
In fluidodinamica, movimento irregolare delle particelle di un fluido, dovuto alla variazione della velocità media della corrente di un determinato punto del campo fluidodinamico. Produce aumento della resistenza di attrito e più elevata trasmissione del calore tra fluido e parete solida lambita.