MATEMATICA - Matematica nel mondo contemporaneo - Accademia dei Lincei e SNS - 13 aprile 2023

Terzo ciclo - Onde solitarie e solitoni Prof. Vieri Benci, Università di Pisa Prima lezione Nel 1834, l’ingegnere navale John Scott Russell scoprì un nuovo fenomeno che descrisse come segue: Stavo osservando il moto di un battello che veniva trainato rapidamente lungo uno stretto canale da un paio di cavalli, quando il battello improvvisamente si fermò; non altrettanto fece la massa díacqua del canale che esso aveva messo in moto; essa [...] continuò la sua corsa lungo il canale, apparentemente senza mutamento di forma o riduzione di velocità. La seguii a cavallo lungo la sponda del canale e la superai mentre stava ancora procedendo ad una velocità di otto o nove miglia all’ora [14 km/h], ancora conservando il suo aspetto originario di circa trenta piedi di lunghezza [9 m] e un piede o un piede e mezzo [30-45 cm] in altezza. Le sperimentazioni condotte da Scott Russell sembravano essere in contrasto con le teorie idrodinamiche di Isaac Newton e Daniel Bernoulli. I contemporanei cercarono invano di includere gli esperimenti di Russell nelle teorie conosciute ma le prime spiegazioni non sarebbe arrivata fino alla fine degli anni ’70 del 1800. Comunque, fino al moderno sviluppo dell’analisi non lineare (seconda meta del ’900) questo fenomeno non è stato capito appieno. Oggi questi fenomeni non lineari sono di primaria importanza per la fisica, l’elettronica, la biologia ed in particolare le fibre ottiche con conseguente consolidamento della moderna teoria generale dei solitoni. In queste lezioni, in primo luogo, studieremo la natura delle onde in un mezzo omogeneo governate da fenomeni lineari. In seguito vedremo come la presenza di fattori non-lineari permetta di spiegare l’esistenza di onde solitarie e solitoni. #snsoutreach #formazioneinsegnanti #matematica