Lezione dal piglio divulgativo e priva di formalismi matematici. Si introduce il famoso paradosso del gatto di Schrödinger, con una variante per includere il concetto di entanglement, oltre a quelli di sovrapposizione e di collasso della funzione d’onda. Ci si pone il problema di cosa sia la misura in gergo quantistico e di quale sia il confine tra mondo microscopico e macroscopico. L’esperimento della doppia fenditura ci conduce verso una nuova paradossale domanda, posta da Einstein “La luna smette di esistere quando non la guardiamo?”. La spiazzante logica non intuitiva alla base della meccanica quantistica può essere applicata alla programmazione o, persino, a semplici giochi da spiaggia? I docenti sono invitati a cimentarsi nel coding e nei giochi di battaglia navale e tris, tutto, ovviamente, in salsa quantistica.

La fisica ha già trovato varie soluzioni per viaggiare indietro nel tempo. Una di queste consiste nel caricare qualche miliardo di protoni sulla grande giostra sotterranea di LHC, al CERN di Ginevra. Un complesso sistema di campi elettrici e magnetici, di cui intuiremo le funzioni, porta i protoni a energie molto elevate e a temperature di collisione a un passo dal Big Bang. Secondo la formula E=mc², l’energia accumulata si converte in uno zoo di particelle dei primordi del tempo, estinte ai giorni nostri. Mastodontici rivelatori fotografano questi squarci di scenari antichissimi, rivelandoci retroscena sull’evoluzione e la composizione del nostro Universo. Tra questi, per quale preciso meccanismo nella “palestra di Higgs” si può rimanere particelle smilze o diventare particelle body builder.

Partendo da concetti cinematici basilari come quelli di vettore, metrica nello spazio Euclideo, quadri-vettore, metrica nello spazio-tempo di Minkowski e trasformazioni di Lorentz, si arriverà alla definizione di energia relativistica, alla relazione di “mass-shell” e alle leggi di conservazione. Verranno quindi considerati alcuni esempi in cui la cinematica relativistica gioca un ruolo cruciale come i decadimenti di particelle, in particolare verrà trattato il decadimento del muone. Infine, si studieranno in ottica relativistica i campi elettrici e magnetici e loro trasformazioni, le equazioni del moto e di Maxwell in forma covariante, l’equazione delle onde.

Verrà fornita un'introduzione sui principi fisici fondamentali della Teoria della Relatività Generale come estensione della Relatività Speciale a sistemi di riferimento accelerati. Da questa estensione emerge in il concetto di Geometria Non-Euclidea. In Relatività Generale il potenziale gravitazionale viene interpretato in maniera puramente geometrica: la presenza di un corpo ha l'effetto di curvare lo spazio-tempo circostante. Nella seconda parte della lezione studieremo alcune proprietà della soluzione più semplice della Relatività Generale, la soluzione di Schwarzschild. Questa soluzione presenta tutte le caratteristiche essenziali per comprendere la natura di un Buco Nero: un orizzonte degli eventi e una singolarità centrale. Seguiremo infine il viaggio di un astronauta in caduta verso il Buco Nero, sia dal punto di vista di un osservatore esterno, sia dal suo stesso punto di vista.