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Appare un caldo torrido selvatico

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Estate usa afa. È superefficacie. Uomo diventa pigro. L’uomo usa ventilatore.
K.O. in un attacco. Estate è esausto.

 

Non tutti possiamo richiamare un lapras per rinfrescarci

Non tutti possiamo richiamare un Lapras per rinfrescarci

Il ventilatore è uno dei più semplici oggetti che abbiamo per sconfiggere il caldo torrido di fine Luglio. Un’arma efficacie… con dei difetti.

Un pizzico di magia della fisica può aiutarci a capire i suoi limiti, a come sfruttarlo al meglio per evitare di soccombere al caldo nemico.

Descriviamo in che modo il ventilatore sposta l’aria.

Il ventilatore può essere schematizzato come una forza che agisce impulsivamente sulle molecole d’aria, imprimendole un impulso F_0 istantaneo.
L’energia potenziale associata alla spinta del ventilatore è:

\displaystyle V(x, t) = -xF_0\delta(t)

Infatti la forza che il ventilatore imprime sulle molecole è:

\displaystyle F(t) = -\frac{dV}{dx} = F_0\delta(t)

L’energia totale del gas diventa:

\displaystyle E = E_0 - x F_0 \delta(t)

Dove il termine E_0 è l’energia del sistema a riposo.
Possiamo trattare la forza impulsiva come una perturbazione rispetto all’energia totale a riposo del sistema, suddividendo la hamiltoniana in due termini:

\displaystyle H = H_0 - x F_0 \delta(t)

Siamo interessati a capire quale sarà la velocità della particella ad una certa distanza x dal ventilatore.
Vogliamo studiare come cambia la velocità media dell’aria in presenza della perturbazione.
Usiamo la teoria della risposta lineare.

\displaystyle \left< v(t)\right> = \int_{-\infty}^t \chi(t - t')\delta(t')dt'

La media termica della velocità in presenza della perturbazione è pari alla convoluzione della funzione \chi (detta funzione di risposta) e dell’andamento in tempo della perturbazione (la delta di Dirac). Possiamo riscrivere la relazione sfruttando le proprietà della delta di Dirac.

\displaystyle \left<v(t)\right> = \chi(t)

La formula di Kubo classica ci permette di calcolare la funzione di risposta.

\displaystyle \chi_{AB}(t) = \frac{1}{k_bT} \left< \frac{dA}{dt} B\right>_0

Dove A è la perturbazione (il ventilatore) e B è la grandezza che vogliamo studiare:

\displaystyle A = xF_0 \qquad B = v(t)

\displaystyle \frac{dA}{dt} = F_0 v

Sostituiamo questi risultati nella formula di Kubo.

\displaystyle \left<v(t)\right> = \frac{F_0}{k_b T} \left<v(t)v(0)\right>_0

La velocità media dell’aria dopo un tempo t è proporzionale alla funzione di autocorrelazione della velocità in assenza di perturbazione.

Dobbiamo calcolare la funzione di autocorrelazione della velocità. Il modello di Langevin per l’aria descrive correttamente il moto Browniano.
Ciascuna molecola di aria rispetta l’equazione di Langevin (il puntino indica la derivata temporale):

\displaystyle m\dot v = -m\xi v + R(t)

Questa equazione è la legge della dinamica di Newton: a sinistra c’è la massa per l’accelerazione (m\dot v), a destra le forze che agiscono sulle particelle; una forza di tipo viscoso (-m\xi v) e una forza browniana R(t), che descrive gli urti casuali con le altre molecole.
L’aria non è un gas denso, possiamo supporre il termine di viscosità \xi indipendente dal tempo (gli urti non sono correlati tra loro) e la R(t) delta correlata:

\displaystyle \left<R(t)x(t_1)\right> = \left<R(t)v(t_1)\right> = 0

\displaystyle \left<R(t_1)R(t_2)\right> = 2\pi R_0\delta(t_2 - t_1)

Risolviamo l’equazione di Langevin utilizzando il metodo della variazione delle costanti.
Scegliamo una soluzione del tipo:

\displaystyle v(t) = u(t) e^{-\Gamma t}

\displaystyle \dot v(t) = \dot u(t)e^{-\Gamma t} - \Gamma u(t)e^{-\Gamma t}

Sostituendo nell’equazione di Langevin otteniamo:

\displaystyle m \dot u(t) e^{-\Gamma t} - m\Gamma u(t) e^{-\Gamma t} = -m \xi u(t)e^{-\Gamma t} + R(t)

Da questa equazione riconosciamo che

\displaystyle \Gamma = \xi

\displaystyle \dot u(t) e^{-\xi t} = \frac{1}{m}R(t)

\displaystyle u(t) = u(0) + \frac{1}{m}\int_0^t R(t') e^{\xi t'}dt'

Da cui otteniamo la soluzione:

\displaystyle v(t) = u(0)e^{-\xi t} + \frac{1}{m}\int_0^t R(t')e^{-\xi(t - t')} \qquad v(0) = u(0)

Ora possiamo ricavare la funzione di autocorrelazione della velocità

\displaystyle \left<v(t)v(0)\right> = \left<v(0)v(0)\right>e^{-\xi t} + \frac{1}{m}\int_0^t\left<R(t') v(0)\right>e^{-\xi(t - t')}

Il secondo termine è nullo (le forze browniane non sono correlate alla velocità delle molecole).

\displaystyle \left<v(t)v(0)\right> = \left<v_x^2\right>e^{-\xi t}

Il valore atteso della velocità lungo la direzione in cui spara il condizionatore può essere calcolato con il teorema di equipartizione dell’energia:

\displaystyle \left<v_x^2\right> = \frac 1 3 \left<v^2\right> \qquad \frac 1 2 m \left<v^2\right> = \frac 1 2 k_b T

Da cui:

\displaystyle \left<v_x^2\right> = \frac{k_b T}{3 m}

\displaystyle \chi(t) = \left<v(t)v(0)\right> = \frac{k_b T}{3m} e^{-\xi t}

Ora conosciamo la funzione di risposta del sistema:

\displaystyle \left<\Delta v(t)\right> = \frac{F_0}{3m} e^{-\xi t}

Questa relazione ci dice la velocità media delle molecole al tempo t dopo aver colpito le pale del ventilatore.
In realtà siamo interessati a sapere la velocità dell’aria in funzione della distanza dal ventilatore.
Calcoliamo a che distanza arriva la molecola dopo un tempo t.

\displaystyle x(t) = x(0) + \int_0^t v(t')dt'

\displaystyle x(t) = x(0) + \int_0^t \frac{F_0}{3m} e^{-\xi t} = x(0) + \frac{F_0}{3m\xi} (1 - e^{-\xi t})

Mettiamoci nel sistema di riferimento x(0) = 0.

\displaystyle x(t) = \frac{F_0}{3m\xi} (1 - e^{-\xi t})

Questo ci dice che esiste una distanza massima raggiunta dall’aria messa in moto dalle pale:

\displaystyle \lim_{t\rightarrow\infty}x(t) = \frac{F_0}{3m\xi}

Eccolo qui il difetto! Esiste una distanza dal ventilatore per cui l’aria si ferma del tutto. Se ci troviamo più lontano (bastano in genere di pochi metri) diventa completamente inutile.

Se ci troviamo più vicino?

\displaystyle \frac{3m x}{F_0} = 1 - e^{-\xi t}

\displaystyle e^{-\xi t} = 1 - \frac{3mx}{F_0}

\displaystyle t = -\frac 1 \xi \ln\left(1 - \frac{3mx}{F_0}\right)

\displaystyle \left<\Delta v(x)\right> = \frac{F_0}{3m}\left(1 - \frac{3mx}{F_0}\right)

\displaystyle \left<\Delta v(x)\right> = \frac{F_0}{3m} - x\xi

Questa è la velocità dell’aria in funzione della distanza.
È zero per distanze maggiori di F_0/3m\xi, decresce linearmente per distanze minori.

Oltre quella distanza non ci raggiunge neanche il più flebile filo d’aria. Il raggio di azione di un ventilatore è molto limitato, inoltre la sua efficacia diminuisce bruscamente all’aumentare della distanza.

Se vogliamo usarlo in una stanza grande non abbiamo scampo:
Uomo usa ventilatore, ventilatore non ha effetto su afa, uomo è esausto.
Afa vince la battaglia.

Per ricevere un po' di arietta fresca dal ventilatore è necessario stargli più vicino del suo range massimo.

Per ricevere un po’ di arietta fresca dal ventilatore è necessario stargli più vicino del suo range massimo.

Corsa sotto l’acquazzone

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Quante volte ti è capitato di trovarti per strada senza ombrello mentre scoppia un acquazzone? Ti sei mai chiesto a che velocità conviene correre per bagnarsi il meno possibile?
Da un lato se cammini l’acqua ti colpisce solo in testa, per cui prendi meno goccie, se corri invece ti si bagna tutto il corpo, d’altra parte correre riduce il tempo in cui ti trovi sotto la pioggia…
Cosa conviene fare?
Con qualche semplice calcolo di fisica possiamo rispondere a questa domanda:

Volgiamo calcolare quanto si bagna un corpo che si muove con velocità v sotto la pioggia.
Chiamiamo \Phi il flusso di acqua che cade dal cielo, t il tempo che restiamo in balia della pioggia e \Sigma la superficie del nostro corpo esposta alle goccie d’acqua, il volume d’acqua che ci colpirà durante l’attraversata sarà:
B = \Phi\Sigma t
Il tempo t che restiamo sotto la pioggia possiamo calcolarlo con la legge del moto rettilineo uniforme:
t = \frac d v
Dove d è la distanza che ci separa dalla meta. La superficie esposta del nostro corpo dipende dall’angolo con cui le goccie
cadono:
\Sigma = S_c\sin\theta + S_t\cos\theta
Come si vede dalla figura seguente:

Pioggia

Dove S_c è la superficie della parte frontale del nostro corpo, S_t è la superficie della testa, vista dall’alto,
approssimiamo S_c \gg S_t.

Anche il flusso d’acqua tuttavia ha una dipendenza dalla nostra velocità: infatti se immaginiamo di volare verso la pioggia in alto,  la quantità d’acqua che ci urterà a parità di tempo sarà maggiore rispetto ad un osservatore fermo. Quindi esplicitiamo meglio il flusso di pioggia in funzione della velocità delle goccioline:

\Phi = n \frac{4}{3}\pi r^3 v_p
Dove n è la densità delle goccie di pioggia per unità di volume, r è il raggio della goccia di pioggia e vp è la velocità di caduta delle goccioline, se volgiamo il nuovo flusso di pioggia quando corriamo sotto la pioggia, otteniamo:
\Phi' = \Phi \frac {v'}{v_p}
Dove v’ è la velocità della pioggia nel nostro sistema di riferimento. Siccome non siamo in uno space shuttle per trovare v’ bastano
le trasformazioni di Galileo:
v' = \sqrt{v^2 + v_p^2}
\Phi' = \Phi\sqrt{1 + \frac {v^2}{v_p^2}}

Unendo tutto otteniamo:
B = \Phi\sqrt {1 + \frac{v^2}{v_p^2}}\frac d v \left(S_c\sin\theta + S_t\cos\theta\right)
Esplicitiamo la dipendenza di \theta dalla velocità v della persona:
\sin\theta = \frac{v}{\sqrt{v^2 + v_p^2}} \qquad \cos\theta = \frac{v_p}{\sqrt{v^2 + v_p^2}}

B = \Phi\sqrt{1 + \frac{v^2}{v_p^2}}\frac d v \frac{S_cv + S_t v_p}{\sqrt{v^2 + v_p^2}}

L’unico termine incognito è la velocità della goccia di pioggia. Questa in caduta libera nell’aria sarà soggetta a tre forze principali,
la forza peso che la spinge verso il basso, la forza di attrito viscoso che la rallenta e la forza di archimede. Il rapporto d’intensità
tra forza peso e forza di archimede è pari al rapporto tra densità dell’acqua e densità dell’aria, che per temperature tra zero e venti gradi
(temperature tipiche degli strati più bassi dell’atmosfera durante un acquazzone) è circa 1 su 1000, possiamo quindi tranquillamente ignorare
il contributo apportato dalla forza di archimende.

La velocità di regime si ottiene quindi uguagliando forza di attrito viscoso con la forza peso, supponendo laminare il moto delle goccie di pioggia nell’aria:
6\pi\eta r v_p = mg = \frac 4 3 \pi r^3 \rho_{H_2O}g
Da cui otteniamo:
v_p = \frac 2 9 \frac {\rho r^2 g}{\eta}
Il raggio di una goccia di pioggia dipende dal tipo di temporale, è varia in tra 0.1 mm (pioggerella lieve) e i 2 mm (Acquazzone pesante).

Tornando all’espressione per B (volume d’acqua che ci colpisce durante la nostra “passeggiata”), è conveniente esprimere tutto con il rapporto tra v e vp:
B = \Phi d \frac {v_p}{vv_p}\left(S_c\frac {v}{v_p} + S_t\right)
Definendo la variabile x
x = \frac {v}{v_p}

Si ottiene:
B = \frac{\Phi d}{v_p}\;\frac{S_c x + S_t}{x}
B = \frac{9\Phi d\eta}{2\rho_{H_2O} r^2 g}\;\frac{S_c x + S_t}{x}
Per x>0 questa è una curva sempre positiva, monotona decrescente, non presenta minimi, come si può facilmente verificare facendone la derivata:
\frac{\partial B}{\partial t} = -\frac{9\Phi d\eta}{2\rho_{H_2O}r^2 g}\;\frac{S_t}{x^2}
Che non si annulla per nessun valore di x.

 

Mannaggia, non esiste una velocità alla quale conviene correre per bagnarsi il meno possibile,
tuttavia poiché la curva è monotona decrescente, più si aumenta la velocità, meno ci si bagna. Esiste però un valore asintotico, quindi
un valore minimo di acqua, che anche correndo alla velocità della luce, ci prendiamo ugualmente:
\lim_{x\rightarrow \infty}B(x) = \frac{9\Phi d \eta}{2\rho_{H_2O}r^2g}S_c = B_{min}
Definendo il fattore di inzuppamento di un temporale come la quantità I = B/d, possiamo classificare i temporali in base a quanti
litri d’acqua ci colpiscono come minimo per ogni metro che percorriamo!
I = \frac{B_{min}}{d}= \frac{9\Phi \eta}{2\rho_{H_2O}r^2g}S_c
Considerando una persona di statura media (alto 1.8 metri) e in sovrappeso (largo 0.5 metri), otteniamo un ordine di grandezza ragionevole
per S_c:
S_c \approx 0.9 m^2
Ricordiamo inoltre che il flusso di pioggia \Phi dipende dalle dimensioni delle goccie e dalla loro rapidità:
\Phi = n\frac{4}{3}\pi r^3 v_p
Esplicitando anche la dipendenza di vp dal raggio vediamo che \Phi ed r non sono grandezze indipendenti:
\Phi = n\frac{8 \pi\rho g r^5}{27\eta}

Non sappiamo dire se n ed r siano grandezze indipendenti, probabilmente non lo sono, tuttavia per fare un ragionamento per ordini di grandezze supponiamo che n (numero delle goccie di pioggia per unità di volume) sia costante per i vari acquazzoni:
\Phi \propto r^5

Per fare un ragionamento usando gli ordini di grandezza supponiamo che tutto l’aumento di \Phi sia dovuto ad aumento di r, da questo
possiamo, fissati \Phi ed r per la pioggerellina lieve, ricavare tutti i valori di $r$ per gli altri tipi di pioggia noto \Phi.
In seguito è riportata una tabella con i valori del fattore d’inzuppamento per le varie tipologie di pioggia:

tabella

Vediamo come varia il fattore di inzuppamento se consideriamo invece velocità umane, per questo viene riportato un grafico del
fattore di inzuppamento al variare della nostra velocità, usando i dati relativi alle diverse tipologie di temporale.

DifferentiPioggie

Esiste tuttavia come si vede una velocità a cui conviene correre indipendentemente dal tipo di nubifragio, infatti come mostrato nei grafici rinormalizzati, hanno tutti la stessa forma funzionale, e differiscono praticamente solo per costanti moltiplicative.

Rinormalizzato

Insomma, conviene sempre correre alla velocità di 4-5 metri al secondo (intorno ai 20 km/h), per ridurre l’inzuppata!

Steve Jobs, Bill Gates, Linus Tolvards. Scontro tra giganti del software

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Bill Gates vs Steve Jobs vs Linus Tolvards

Il miglior sistema operativo

Windows, Mac o GNU/Linux?

Oggi si è diffusa la notizia della morte di Steve Jobs, genio dell’informatica che ha più volte usato il suo grande spirito di iniziativa per offrire alla Apple, società di cui è stato il cofondatore, le idee geniali che hanno caratterizzati i suoi successi. Nonostante io non sia un fanatico del Mac o dell’iPhone, riconosco pienamente la grandezza di quest’uomo. Steve Jobs si è distinto come programmatore, manager e come uomo, una persona speciale, come lo ricorda Barack Obama:

«Steve è stato fra i più grandi innovatori americani – tanto coraggioso da pensare in maniera differente, forte abbastanza da credere di poter cambiare il mondo, e con un talento sufficiente da permetterglielo. Creando una delle compagnie mondiali più di successo dal suo garage, ha esemplificato lo spirito dell’ingegnosità americana. Creando personal computer e collegandoli a internet dalle nostre tasche, non solo ha permesso che la rivoluzione dell’informazione fosse accessibile, ma intuitiva e divertente. E mettendo il suo talento nel raccontar storie, ha portato gioia a milioni di bambini e adulti. Steve era solito dire che viveva ogni giorno come fosse l’ultimo. Proprio per questo, lui ha trasformato le nostre vite, ridefinito intere industrie, e raggiunto uno dei più rari obiettivi nella storia umana: ha cambiato il modo in cui tutti noi vediamo il mondo.»

Ebbene, è ora di confrontare il lavoro fatto da tre campioni dell’informatica, per uno scontro faccia a faccia all’ultimo software tra Windows, Macintosh e GNU/Linux, chi vincerà?

Windows è il sistema operativo attualmente più diffuso in ambiente desktop, istallato su circa l’85-90 % di macchine. Questa diffusione si traduce con l’enorme numero di software disponibile, con particolare risalto per quello che riguarda videogame e software aziendale. Le nuove versioni vengono rilasciate mediamente ogni due / tre anni, con scarsa regolarità.

Mac Os X è il sistema operativo di casa Apple e, a differenza di Windows, il quale può essere istallato su quasi tutti i computer più recenti, richiede un hardware specifico, i cui costi molto elevati spesso scoraggiano i nuovi utenti ad acquistarlo. Il sistema è famoso per essere piacevole da usare, intuitivo, e quasi esente da virus.

GNU/Linux è forse l’unico dei tre che ha davvero bisogno di essere presentato: nasce con la fusione di due progetti distinti, lo GNU (Gnu is Not Unix) sviluppato da Stallman a partire dagli anni ottanta come alternativa di Unix è un set di software libero, non protetti da copyright, e il kernel Linux, cuore del sistema operativo, creato nel 1991 da Linus Tolvards.

Linux è libero e “opensource”. È gratuito e altamente personalizzabile, suddiviso in centinaia di distribuzioni, ognuna delle quali è pensata per uno specifico compito.

Che lo scontro abbia inizio!

La piacevolezza e la produttività di un sistema operativo sono aspetti soggettivi, ma ci si può basare per questo test su alcune considerazioni assolute.

Velocità di accensione:

Questa misura varia da computer a computer e anche molto in base alle configurazioni dei vari sistemi operativi. Nel confronto Mac e Windows risulta leggermente più rapido Mac (testato con un Mac Book Pro e Acer Aspire 5732ZG), le specifiche dei computer sono simili. Il Mac riduce notevolmente i tempi di avvio se usato su un computer Mac Book Air.

I tempi di accensione di Gnu/Linux variano da distribuzione a distribuzione, Ubuntu, la più usata, vanta tempi molto veloci, grazie alle attenzioni degli sviluppatori.

Generalmente al momento dell’istallazione i tre sistemi operativi hanno più o meno gli stessi tempi di accensione, e le differenze sono nell’ordine dei secondi.

Windows rallenta terribilmente i tempi di accensione in seguito a un uso di qualche settimana, dovuta all’istallazione di molti programmi che si aprono all’avvio del S.O., in particolare le trial version che provano fastidiosamente a convincere l’utente a acquistare la licenza completa al momento dell’accensione. Mac e Linux hanno una migliore gestioni di questi programmi (chiamati demoni), vincendo in termini di velocità di accensione.

Ma gli utenti Linux possono ridurre ulteriormente i tempi di accensione usando interfacce grafiche leggere o renderli minori di 10 secondi se si sceglie di avviare il computer senza interfaccia grafica, opzioni impossibili da settare sia per Mac che per Windows.

Vincitore: Gnu/Linux

Secondo classificato. Mac Os X

Ultimo: Windows

Stabilità:

Più un sistema operativo è stabile, minori sono i crash.

Tutti i sistemi operativi hanno fatto passi da giganti negli ultimi anni, a cominciare da Windows, il quale ha investito molte risorse per migliorare questo aspetto del sistema operativo. Le famigerate “schermate blu” sono un ricordo di prima di Windows XP, Windows 7 è molto più stabile di Vista, nuove sorprese forse arriveranno con l’uscita ormai prossima di Windows 8. Mac ha sempre vantato un ottima stabilità, costringendo molto raramente l’utente ad un riavvio forzato.

Anche in questo caso GNU/Linux offre alcune distribuzioni altamente stabili, Debian e Slakware sono sicuro i sistemi operativi più stabili in assoluto. Tuttavia l’eccessiva difficoltà di uso per un utente normale le allontana dalla grande utenza.

Se si è abili con i computer Linux rimane la scelta migliore, ma per la normale utenza il vincitore è…

Vincitore: Mac Os X

Secondo classificato: GNU/Linux

Ultimo:Windows

Gioco:

Chi non ha mai usato un computer per giocare?

In questo campo Windows vanta una disponibilità di videogame sterminata. Grazie agli standard DirectX creati per facilitare lo sviluppo di videogame e la grande diffusione del sistema operativo, tutti i giochi commerciali sono disponibili per questo S.O.

Alcuni di questi giochi sono resi disponibili per Mac Os X e ancora di meno per GNU/Linux. Tuttavia Gnu/Linux può vantare l’alta disponibilità di videogame opensource, spesso di alto livello grazie all’adozione delle librerie grafiche OpenGL. La maggiore facilità di compilare codice sorgente su Linux lo rende un ambiente migliore per eseguire questi giochi che non Windows o Mac. Spesso però questi giochi, per via delle piccole comunità di sviluppatori che hanno alle spalle, non possono vantare un assetto grafico pari a quello degli ultimi giochi commerciali su Windows.

Esistono sia su Mac che su Linux modi per emulare i giochi di Windows, come macchine virtuali. Wine è un progetto con l’obbiettivo di rendere i binari Windows compatibili con i sistemi basati su Unix, compresi Linux e Mac Os.

Vincitore: Windows

Secondo a pari merito: Mac, GNU/Linux

Configurabilità e personalizzazione.

La piacevolezza di usare un sistema operativo dipende da quanto questo sia alla nostra misura.

I livelli di personalizzazione di Microsoft Windows sono scarsi, è possibile cambiare tema alle icone e alle finestre, usare Widget sul desktop e personalizzare la barra delle applicazioni aggiungendo e rimuovendo pulsanti, nascondendola o cambiando posizione. È possibile cambiare sfondo al desktop scegliendo anche sfondi che cambiano a rotazione per rendere più varia l’esperienza di usare il computer. Detto questo si ferma la configurazione, è impossibile eseguire alcune operazioni come rimuovere il browser web predefinito (internet explorer) o modificare profondamente l’interfaccia grafica, decisioni commerciali che pesano molto in termini di prestazioni, sicurezza e personalizzazione.

Macintosh vanta un interfaccia molto accattivante, ma il livello di personalizzazione, per chi volesse cambiarla, è scarsissimo.

GNU/Linux in questo, non ha rivali. È possibile scegliere ogni dettaglio del proprio sistema operativo, a partire dal desktop manager (KDE, GNOME, XFCE …). Ce ne sono per tutti i gusti. Quelli fatti per andare su hardware meno recente, come XFCE o LXDE, che sono semplici, stabili e molto veloci, quelli leggeri con effetti grafici mozzafiato, come Enlightenment, o quelli più pesanti, fatti per hardware più recente, ma che hanno raggiunto un livello di maturità ineguagliabile come KDE o GNOME. Enlightenment è in grado di far usare a tutti gli utenti dotati di hardware datato la bellissima barra delle applicazioni Mac, mantenendo la fluidità del Mac, ma con hardware molto più vecchio. Si possono avere sfondi animati, KDE con il nuovo plasma Desktop consente di usare contemporaneamente più cartelle come desktop offrendo un rapido accesso ai nostri file aumentando la produttività.

Per gli effetti grafici Linux può far uso a differenza di Windows e Mac, di Compiz fusion, che integrato alle OpenGL offre effetti eccezionali, come le finestre tremolanti, che esplodono quando vengono chiuse, che diventano trasparenti quando non sono attive…

Alcune distribuzioni, come Arch Linux, fanno un’istallazione minimale del sistema, in cui istallano solo lo stretto necessario per far partire il computer, lasciando all’utente la scelta totale sul software. Linux consente agli utenti più esperti di agire inoltre, direttamente sui file di configurazione del sistema, rendendo possibili azioni inimmaginabili sia su Windows che su Mac

Vincitore: GNU/Linux

Secondo classificato: Windows

Ultimo: Mac OS X

Sicurezza

La sicurezza è un argomento molto importante oggigiorno, in cui il rischio del grande fratello e di essere controllati è sempre più vicina…

Virus e cavalli di troia lottano per prendere possesso del nostro PC, rubarci i dati, mandarci spam o peggio usarci come computer zombi attraverso i quali commettere azioni criminali.

Windows ha fatto passi enormi in termini di sicurezza introducendo da Windows Vista una separazione tra l’utente normale e l’utente amministratore. Prima qualunque programma poteva fingersi l’utente amministratore e permettere connessioni in entrata (backdoors) o istallare software malevolo danneggiando irrimediabilmente il computer.

Se si ha un computer Windows si deve avere un antivirus, un firewall e un antispywere istallati sulla propria macchina, si deve intervenire magari sostituendo Internet Explorer con un altro Browser web come Firefox o Chrome, si deve aggiornare quotidianamente il sistema per avere un livello di sicurezza soddisfacente, ma mai impenetrabile.

Mac è certamente più sicuro di Windows sia perché quasi tutti i virus sono sviluppati per girare solo su Windows, sia perché Mac vanta una maggiore stabilità rispetto a Microsoft. Tuttavia neanche Mac è esente da malware, specialmente negli ultimi anni il numero di virus è aumentato notevolmente rendendo conveniente istallare anche su Mac un antivirus.

Linux è quasi totalmente esente da virus, l’istallazione di nuovo software è protetta da una password di amministrazione, e il potente sistema di aggiornamento che aggiorna tutto il software istallato sul computer rende quasi impossibile a qualunque programma malevolo di compiere azioni realmente pericolose, sia per la privacy che per l’integrità del sistema. Comunque, per essere più sicuri, si può istallare un antivirus gratuito.

La sicurezza di GNU/Linux l’ha reso la scelta più diffusa in ambiente server, dove raggiunge il 50-80% della diffusione (è difficile fare una stima più precisa).

Vincitore: GNU/Linux

Secondo classificato: Mac Os X

Ultimo: Windows

Conclusioni.

Determinare in assoluto quale sia il miglior sistema operativo è impossibile. Senza contare che abbiamo tralasciato tutta una serie di sistemi operativi meno diffusi come i BSD, Solaris … che meriterebbero una posizione molto più rilevante.

Comunque alcune considerazioni possono essere fatte:

Se siete patiti dei videogame tanto che avete deciso di comprare il nuovo computer sono e unicamente per istallarci tutta la vostra collezione, tanto da consumare tutto il disco fisso immediatamente, beh, c’è poco da fare, la scelta migliore è Windows.

Per tutti gli altri c’è Linux, un sistema che offre tutto quello che offrono Windows e Mac (e anche più), ma è gratuito e libero, e altamente personalizzabile.

Probabilmente per molti utenti ancora legati al software che deve essere usato per lavoro, o qualche gioco disponibile solo si Windows, la migliore scelta è un sistema dual-boot, da cui si può avviare si Linux che Windows (la scelta più comune).

Machintosh è un caso complesso, in pratica non da nulla che non sia dato da Linux, gode però di una diffusione maggiore, e un prezzo molto più alto, principalmente per la grande flessibilità dei suoi prodotti hardware, che sono sempre molto all’avanguardia e godono di un ottima integrazione con il software. Inoltre Machintosh è dotato di un ottimo supporto multimediale, che ha reso la Apple inc vincente nella diffusione di supporti multimediali quale iPod.

Verso l’infinito e oltre, i neutrini superano la velocità della luce!

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Intervista esclusiva a Piero Monacelli

OPERA l’esperimento italiano rivela che i neutrini viaggiano più veloci della luce. Adesso bisogna riscrivere la fisica.

L’esperimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-t Racking Apparatus) è frutto della collaborazione tra i laboratori del Gran Sasso (INFN) e il CERN di Ginevra, dove viene prodotto un fascio di neutrini muonici e sparato in direzione dei laboratori del Gran Sasso. Lo scopo principale dell’esperimento era quello di verificare la capacità dei neutrini di “oscillare” cioè di cambiare “tipo”. Al CERN vengono prodotti neutrini μ, al Gran Sasso si sarebbero dovuti identificare nel fascio i Neutrini τ.

Finora l’esperimento ha rivelato un solo evento significativo, all’interno del fascio di neutrini μ è stato identificato un solo neutrino τ. Per questo motivo l’esperimento continua, e continuerà nel futuro a raccogliere dati. La notizia sconvolgente viene però dalla misurazione fatta da OPERA per stabilire approssimativamente la velocità dei neutrini, che essendo dotati di massa molto piccola, sarebbe dovuta essere poco al di sotto della velocità della luce in accordo con la relatività di Einstein.

Invece i dati rilevati sembrerebbero indicare che i neutrini viaggiano più veloci della luce, rivelati dagli strumenti del laboratorio del Gran Sasso con 60 ± 10 nano secondi in anticipo rispetto alla velocità della luce.

I neutrini risultano quindi essere 0.0025 % più veloci della luce, se pur di pochissimo, questo risultato è sufficiente per mandare all’aria la relatività di Einstein.

Intervista a Piero Monacelli (ex direttore dei laboratori del Gran Sasso e membro della collaborazione OPERA )


Qual’è l’obbiettivo principale di OPERA?

L’esperimento OPERA è stato progettato e realizzato per la prima verifica diretta del fenomeno delle oscillazioni dei neutrini. Un fenomeno che era stato previsto già da Montecorvo negli anni 60, famoso fisico italiano scappato clandestinamente in Russia subito dopo la guerra. Questo fenomeno è stato effettivamente verificato sperimentalmente usando i neutrini prodotti dai raggi cosmici dell’atmosfera o i neutrini provenienti dal Sole, ma mancava la conferma diretta. Questo fenomeno presuppone il fatto che i neutrini nel loro viaggio possono cambiare “tipo”, in gergo si chiama sapore.

Esistono tre tipi di neutrini diversi, se disponiamo di un fascio di neutrini di un certo tipo alcuni si trasformano in neutrini di un altro tipo. Era stato notato e misurato il fatto che i neutrini provenienti dal sole sono di meno di quelli che ci si aspetta (neutrini di tipo elettronico), non era mai stata effettuata la misura diretta dell’apparizione dei neutrini di un altro tipo rispetto a quelli del fascio.

Questo è il programma di OPERA, infatti abbiamo già rivelato in un fascio di neutrini muonici che viene prodotto al CERN di Ginevra e arriva al Gran Sasso un evento che può essere dovuto soltanto ad un neutrino diverso, il neutrino di tipo τ.

Questo dimostra che in questo fascio composto esclusivamente da neutrini μ ad un certo punto compaiono neutrini di un altro sapore, chiaramente di eventi bisognerà rilevarne più di uno. Questo è il fenomeno delle oscillazioni che è il principale programma e lo scopo per cui è stato progettato e realizzato questo esperimento che è attualmente in raccolta dati: in questo momento c’è un fascio che viene prodotto a Ginevra di neutrini che viaggia fino al Gran Sasso per 730 km.

Misurando con estrema precisione l’istante di partenza e l’istante di arrivo di questo fascio dei neutrini, che viaggia a fiotti (non è un fascio continuo), e conoscendo la distanza percorsa si può fare una misura della velocità dei neutrini.

Perché è importante determinare la velocità dei neutrini?

I neutrini sono dotati di massa piccolissima, un tempo si pensava avessero massa nulla, ma il fenomeno delle oscillazioni ha evidenziato il fatto che la massa dei neutrini non può essere nulla, ma è comunque molto piccola. All’energia di questo fascio, secondo la teoria della relatività di Einstein, la loro velocità dovrebbe arrivare a essere esattamente quella della luce, o tuttalpiù leggermente inferiore. Questa misura doveva essere una ulteriore verifica di una teoria ormai universalmente accettata, non ci si aspettava una sorpresa.

Invece la sorpresa c’è stata. Secondo questa misura, che è stata accuratamente programmata e analizzata, i neutrini arriverebbero 50, anzi 60 nanosecondi prima di quello che ci si aspetterebbe dalla luce.

Sono state già effettuate misurazioni del genere in passato?

Si, un esperimento analogo a quello di OPERA è in funzione attualmente negli Stati Uniti, al Fermi Lab. (un grosso laboratorio di fisica delle particelle a Cicago intestato a Fermi, che lavorò lì). Qui è stato fatto un fascio analogo a quello del CERN, ma a energia più bassa, casualmente alla stessa distanza circa (730 km, entro poche centinaia di metri) c’è un rivelatore sotterraneo per misurare il fenomeno delle oscillazioni. Anche loro qualche anno fa hanno pubblicato una misura, però con una precisione molto minore che non quella di OPERA, e all’interno degli errori di misura (ogni misura è affetta da una certa precisione), questa misura era compatibile con le teorie di Einstein.

La misura di OPERA, se si conferma che tutto è stato valutato in maniera corretta, dimostrerebbe che la velocità dei neutrini non sarebbe compatibile con la velocità della luce, ma leggermente superiore, anche se di non molto, di un fattore 1 o 2 su 100.000. Ma questo basterebbe per contraddire la teoria della relatività.

Quali orizzonti potrebbe aprire questa scoperta, se venisse confermata?

Questa scoperta apre una finestra in un mondo nuovo, se non è valida la teoria di Einstein bisogna trovare delle teorie che spieghino come mai i neutrini possono superare la velocità della luce.

Potrebbe aprirsi una nuova visione più approfondita, più dettagliata e più avanzata delle leggi che governano la natura e l’universo.

C’è la possibilità che questo anticipo dei neutrini sulla velocità della luce sia frutto di un errore sistematico degli strumenti di misurazione?

Ogni misura deve essere accompagnata da un attento studio degli eventuali errori, sia di tipo statistico che di tipo sistematico che possono contribuire a falsare la misura.

Non si tratta comunque di sbagli, in fisica un errore non è uno sbaglio. Ogni misura fisica deve essere accompagnata da un errore (numero, una grandezza misurata quantitativamente). Questo errore dipende in gran parte dalla precisione, accuratezza e sensibilità degli strumenti che vengono usati.

In più possono verificarsi eventuali errori sistematici dovuti alla non conoscenza di alcuni parti dell’apparato sperimentale.

Tutti questi errori sono stati attentamente valutati, però è chiaro che in fisica quando c’è un risultato completamente nuovo rispetto alle aspettative è sempre bene che questo risultato venga confermato in maniera indipendente da altri esperimenti, o che lo stesso esperimento ripeta la misura per vedere se non è stato fatto qualche errore o sottovalutato qualche effetto. È necessario a questo punto rifare la misura da parte dello stesso esperimento e da parte di nuovi esperimenti per verificarlo in maniera del tutto indipendente da OPERA.

OPERA si trova nei laboratori del Gran Sasso, è gestito da una collaborazione internazionale in cui l’Italia ha una parte dominante.

per ascoltare l’intervista cliccare qui: Intervista a Piero Monacelli