STAGES PER STUDENTI DI SCUOLA SECONDARIA
DI SECONDO GRADO
www.lnf.infn.it/edu/stagelnf/

STAGES INVERNALI 2010
1 febbraio - 19 maggio




  ROBERT C. HILBORN  
Univeristà del Texas - Dallas, USA

 

D: La preghiamo di inviarci una sua breve presentazione includendo, se possibile, una foto.

Mi chiamo Bob Hilborn e sono a capo del Dipartimento Educativo di Scienze e Matematica e professore di fisica presso l’Università del Texas, Dallas. Ho intrapreso una laurea breve presso la Lehigh University e successivamente la laurea in fisica presso Harvard. Dopo una posizione da post-dottorato presso Stony Brook, ho insegnato all’Oberlin College prima di trasferirmi al Amherst College nel 1986. Nel 1996 sono stato presidente dell’Associazione Americana degli Insegnanti di Fisica. Ho lavorato ad Amherst come direttore del dipartimento e preside associato della facoltà. Nel 2003 sono stato eletto membro dell’American Physical Society. Nel 2007 sono stato professore di ricerca fisica presso la University of Nebraska-Lincoln e direttore di scienza del centro UNL per l’educazione alla scienza e alla matematica. In seguito mi sono impegnato come direttore della National Task Force on Undergraduate Physics e come membro del Mathematical and Physical Sciences Directorate Advisory Committee del NSF. Membro del Association of American Medical Colleges’ Committee on the Scientific Foundations of Future Physicians, sono stato recentemente nominato al comitato AAMC con l’incarico di rivedere e riordinare l’esame MCAT. La mia ricerca interessa il rilevamento dei principi di fisica fondamentale su test a laser spettroscopico e l’applicazione di dinamiche non lineari alla biofisica.

D: Su cosa sta lavorando attualmente e quali sono le sue ambizioni o aspettative?

Attualmente sto lavorando a numerosi progetti. Per quanto riguarda la ricerca, sto usando simulazioni al computer per comprendere le dinamiche delle combinazioni di geni e proteine nelle cellule. Il mio gruppo sta provando a capire come le cellule riescano a mantenere degli stabili orologi genetici (sistemi di geni e proteine che oscillano, per esempio, su un ciclo di ventiquattro ore), persino le fluttuazioni chimiche nella cellula dovrebbero essere abbondanti visto che i numeri di geni e proteine sono piuttosto piccoli. A queste condizioni, ci aspettiamo che le fluttuazioni statiche nei numeri siano abbondanti. Sembra che la natura abbia fatto uso di qualche astuto trucco delle dinamiche non lineari per rendere gli oscillatori tanto stabili con queste condizioni “di disturbo”. Mi sto anche occupando di calcoli relativi ad alcuni esperimenti che osservano il comportamento di particelle fondamentali che violerebbero la distinzione standard tra i cosiddetti fermioni (di cui il comportamento è descritto dal principio dell’esclusione di Pauli) e i bosoni. Sono state proposte diverse teorie riguardo a queste violazioni e sto osservando quanti dei numerosi esperimenti in corso sono sensibili ad esse.

D: In che modo e per quale motivo è nato il suo interesse per la fisica? Quali figure hanno influenzato questa scelta? Qual è il ricordo più bello della sua vita da studente?

Ho avuto il primo approccio con la fisica quando ero alla scuola secondaria e la fortuna di frequentare una serie di seminari per un gruppo scelto di liceali tenuto da W.F.G.  Swann, un astrofisico che aveva lavorato con Einstein. I seminari erano tenuti presso il Franklin Institute di Philadelphia. Il professor Swann ci parlava della relatività e della fisica quantistica, argomenti mai lontanamente menzionati dal nostro libro di fisica a scuola, e io fui colpito da queste strane e affascinanti idee. Non ero a conoscenza del fatto che si potesse intraprendere una carriera in fisica, così ho cominciato il college come studente d’ingegneria. Ma ho subito realizzato che nella facoltà di ingegneria i corsi che mi interessavano di più riguardavano fisica, così ho cambiato facoltà. 

D: Quali difficoltà ha dovuto affrontare nella sua carriera? Cosa le ha dato la forza di proseguire? Qual è stato l’episodio più significativo nella sua carriera?

Ero in college durante la guerra del Vietnam, quando la fisica era vista solo come aiuto militare. Per questa ragione molti provarono a scoraggiare i giovani dallo scegliere una carriera nel campo della fisica. Ad ogni modo ho avuto la possibilità di osservare come i fisici abbiano potuto dare i loro contributi alla tecnologia e alla fisica biomedica.

L’evento più significativo della mia carriera è stato trovare il giusto consulente di ricerca Ph.D.. Sono stato molto fortunato perchè sono riuscito a lavorare con il professor Norman Ramsey presso la Harvard University. Il professor Ramsey era stato recentemente insignito del premio nobel in fisica per il suo contributo nella scienza atomica e molecolare. Per quanto mi riguarda, il professor Ramsey è stato un modello di scienziato che ha avuto  molti interessi nel campo della scienza ed è stato anche attivamente impegnato nel promuovere la scienza sia a livello nazionale che internazionale. Allo stesso tempo, era profondamente attento al progresso di tutti i suoi studenti e ci ha dato un grande incoraggiamento quando le cose non andavano per il meglio nel laboratorio.

D: Quale ritiene possa essere la prossima scoperta in fisica e come questa potrebbe contribuire a cambiare la vita sul nostro pianeta?

Questa è una domanda difficile, perché le scoperte sono tali proprio perché non possiamo anticiparle. La mia ipotesi è che ce ne saranno presto di importanti nel campo della fisica delle particelle elementari che ci permetteranno di comprendere quest’ultime ad un livello più profondo rispetto all’attuale “modello standard”. Potremmo trovare traccia della teoria delle stringhe o potrebbe emergere qualcosa di totalmente sorprendente. Penso anche che osserveremo una serie di scoperte nel campo della biofisica che mostreranno come applicare le tecniche di fisica ai sistemi viventi, comprendendoli e manipolandoli in modi che non possiamo ancora immaginare. Le scoperte nella fisica delle particelle non cambieranno probabilmente i dettagli pratici delle nostre vite, ma ci daranno una conoscenza più profonda sui misteri dell’universo. Le scoperte nella biofisica sembrano dare importanti contributi alla medicina ed al trattamento delle malattie.

D: Quale ritiene sia stata la scoperta più grande in fisica e qual è il suo scienziato di riferimento?

Non credo nell’idea di una “scoperta più grande di tutte”. La scienza si sviluppa per mezzo di vari contributi – alcuni grandi, alcuni piccoli – da parte di molte persone in diverse parti del mondo. Talvolta questi contributi cambiano il modo in cui percepiamo il mondo (per esempio, lo studio di Newton e quello di Einstein), ma molte delle scoperte più importanti in fisica sono state il frutto della collaborazione di centinaia di scienziati che hanno lavorato per molto tempo.

D: Cosa caratterizza l’ambiente di lavoro della ricerca e come è strutturata una collaborazione scientifica?

La ricerca scientifica ha luogo in forme diverse. Alcuni scienziati preferiscono lavorare pressochè da soli o in piccoli gruppi. Altri sono interessati a lavorare nei grandi gruppi di ricerca dei laboratori nazionali e presso gli acceleratori internazionali. Ma c’è una caratteristica comune: gli scienziati sono appassionati del loro lavoro e riescono a creare un vivace ambiente intellettuale in cui lavorare. Ci sono ovviamente frustrazioni spesso legate al fatto di non avere abbastanza soldi o tempo per la ricerca, ma queste frustrazioni sono poi compensate dalla gioia di lavorare con i colleghi spesso provenienti da ogni parte del mondo.

D: Vista la crisi delle iscrizioni alle facoltà scientifiche, quali crede siano i motivi della distanza tra giovani e studi scientifici e cosa il mondo della ricerca può fare per cambiare questa tendenza?

Penso che i giovani abbiano bisogno di conoscere meglio la vasta gamma di carriere aperte a chi studia  scienze. Una piccola parte di persone che hanno studiato scienze sono impegnati nella ricerca di base nelle università o nei laboratori nazionali. Molti trovano interessanti e remunerativi lavori nel campo degli affari e nell’industria, o nell’insegnamento Altri lavorano nel campo delle politiche scientifiche per organizzazioni nazionali o internazionali. Altri ancora trovano lavori non necessariamente legati alla scienza, ma nei quali possono usare le loro conoscenze tecniche e le loro capacità scientifiche per risolvere problemi in vari modi.

D: Come definisce la figura dello scienziato e in che modo talento, intuizione e studio influiscono nella sua professione?

Gli scienziati hanno una profonda curiosità riguardo al mondo naturale che li circonda e sono pronti a lavorare a lungo per rispondere alle questioni che esso pone. Devono lavorare sodo (anche se questo vale anche per avvocati, medici, e altri professionisti) e non mollare di fronte alle difficoltà. Devono avere il piacere di imparare cose nuove e di continuare a porsi domande su come e perché le cose funzionano in natura. L’intuizione riguardo la natura è in continua evoluzione per gli scienziati dal momento in cui fanno nuovi calcoli, portano avanti nuovi esperimenti ed acquiscono nuove informazioni da altri colleghi.

D: Quali sono i suoi interessi al di fuori del lavoro?

Ho diversi hobby: suono il sassofono, cucino, e faccio escursioni a piedi in montagna. Mi piace molto viaggiare e imparare le lingue straniere  (anche se spesso non troppo bene).

D: In questo periodo di crisi economica, come vede il futuro della ricerca e cosa pensa dell’utilizzo del  nucleare per scopi energetici?

Credo che l’attuale crisi economica si attenuerà nei prossimi anni, ma sfortunatamente è inverosimile poter tornare alla rapida crescita economica degli anni ’90 e dei primi 2000. Ma il bisogno di conoscenze scientifiche continuerà a crescere. Le persone dovranno prendere importanti decisioni nel prossimo decennio riguardo il tipo di energia da usare e come usarla. Molte delle decisioni sono politiche ma molte dipenderanno dalle innovazioni scientifiche e tecnologiche, per esempio, nello sviluppo di stabilimenti a energia nucleare sicuri e attendibili e creando modi per usare risorse energetiche sostenibili. In modo analogo, il bisogno di maggiori risorse nel campo della bio-medicina è evidente sia per curare le malattie, sia per rendere le cure per la salute più accessibili.