FERMI 36ore
Numero speciale Fermi110
2 0 1 3 Giornale dell’IT Fermi
110 anni per la Fisica
Disegno di Nasir Monan 1A
E.Fermi Biografia Nacque a Roma il 29 settembre 1901. Era l’ultimo di tre figli: la sorella primogenita Maria e il fratello Giulio, di un anno più grande. Mostrò fin da piccolissimo di possedere una grande intelligenza. Fin dall’infanzia fu inseparabile dal fratello maggiore, che nel 1915 morì nel corso di un operazione chirurgica. Enrico, per placare il profondo dolore, si gettò nello studio e completò le superiori con un anno di anticipo presso il liceo Umberto Primo di Roma. Importante fu anche la conoscenza dell’amico del fratello Enrico Persico, di un anno più grande, insieme al quale sviluppò con continue discussioni e, dopo l’iscrizione all’università, con scambi epistolari, la sue conoscenze in fisica e matematica. I due amici vinsero nel 1926 le prime due cattedre di fisica teorica create in Italia. Durante gli anni del liceo conobbe inoltre un collega del padre e amico di famiglia Adolfo Amidei, che guidò la sua formazione in algebra, trigonometria, geometria
analitica, analisi matematica e meccanica. Nel 1918 Amidei gli suggerì di non frequentare l’università di Roma, ma di iscriversi all’Università di Pisa e partecipare al concorso per entrare nella prestigiosa Scuola Normale Superiore della stessa città. Per accedere alla prestigiosa università Fermi dovette superate un concorso con il seguente tema: “Caratteri distintivi dei suoni e le loro cause”. L’argomento fu svolto con straordinaria sicurezza e assoluto possesso dei mezzi matematici. Basandosi su quanto appreso nel trattato sulla meccanica di Poisson e utilizzando concetti come equazioni differenziali e sviluppo in serie di Fourier, descrisse esaustivamente il carattere del suono analizzando alcuni casi specifici. Il livello del suo svolgimento fu talmente elevato da riuscire a sbalordire la commissione esaminatrice. In seguito a un colloquio orale svolto dal prof. Giulio Pittarelli, venne confermata l’eccellenza della preparazione del
diciassettenne Enrico, che ottenne il primo posto in graduatoria. Durante il colloquio il prof. Pittarelli si espose, preannunciando al giovane studente romano che sarebbe diventato un importante scienziato. Fra il 1919 e il 1923 studiò la relatività generale, la meccanica quantistica e la fisica atomica. La sua preparazione in meccanica quantistica raggiunse livelli talmente elevati che Luigi Puccianti, direttore dell’istituto di fisica presso la Scuola Normale, gli chiese di organizzare alcuni seminari sul tema. Sempre in questo periodo apprese il calcolo tensoriale, strumento matematico inventato da Gregorio RicciCurbastro e Tullio Levi-Civita, indispensabile al fine di dimostrare i principi della relatività generale. E così cominciò un intenso periodo di scoperte, fino ad arrivare al premio Nobel nel 1938. Bono Gianvito, Haborschi Andrei 1B
REPUBBLICA ITALIANA
COMUNE DI ROMA
CARTA D’IDENTITA’ N° EF 0000110 Cognome: FERMI Nome: ENRICO Nato il 29/09/1901 a ROMA Cittadinanza: ITALIANA Residenza: Abita a Roma fino al 1918, si trasferisce a Pisa per continuare gli studi all'Università, si laurea il 4 febbraio 1922. Studia a Gotinga nel 1923 e da lì si trasferisce a Firenze dove fa il professore dal ‘25 al ‘26, poi si trasferisce a Roma. Nel 1938 si trasferisce negli USA presso la Columbia University di New York. Poi va a Chicago nel 1942, dove muore di tumore il 29 novembre 1954 Via: Panisperna 89/a sede del Gruppo di ricerca di Roma Stato civile: Sposato con Laura Professione: Fisico, vincitore di un premio Nobel nel 1938
CONNOTATI E CONTRASSEGNI SALIENTI Statura: alta, grazie alle sue scoperte fu una persona di alta levatura Capelli: pochi così da lasciar vedere una fronte ampia, una mente critica e straordinaria nelle sue intuizioni Occhi: attenti e curiosi, sempre in ricerca di nuove scoperte
Firma del titolare
Segni particolari: studente modello, ragazzo prodigioso, che accelera gli studi e si laurea a 21 anni; insegnante chiaro e semplice nelle spiegazioni, apprezzato dai suoi studenti; uomo scherzoso e amichevole (camminava sui tetti, attaccava lucchetti alle giacche di due persone che conversavano tra loro). Ovey Kazi, Asikur Sheikh Disegno di Sebastiano Doro 1 A
I NEUTRONI LENTI Nel 1934 Fermi e il suo collega Rasetti decisero di continuare la scoperta fatta dagli scienziati Curie e Joliot, invertendone però il suo processo, infatti in quell'autunno prepararono gli strumenti e da subito cominciarono gli esperimenti. Gli esperimenti dei 2 fisici consistevano nel bombardare i nuclei dei vari elementi della tavola periodica con i neutroni per scoprire quali elementi radioattivi venivano "creati". Il 25 marzo Fermi ottenne i primi risultati positivi che vennero poi pubblicati nella rivista scientifica CNR. Fermi spiegò che un nucleo se assorbe un neutrone, riesce a emettere una particella "alfa" creando così un nuovo elemento radioattivo della tavola periodica con il N° atomico minore di 2 unità. A distanza di varie settimane i 2 fisici bombardarono 60 elementi della tavola periodica, scoprendo così 40 nuovi elementi radioattivi. Inoltre Fermi capì che i neutroni creavano nuclei radioattivi e in atomi leggeri venivano definiti radionuclidi, invece in atomi pesanti erano isotopi. Verso settembre sempre dello stesso anno riuscirono a bombardare gli elementi della tavola periodica fino al numero 90 e 92 dei quali scoprirono 2 nuovi elementi importanti. Infine dopo i vari esperimenti, il gruppo di Enrico Fermi era pronto all'esperimento sistematico in cui veniva fatto bombardare un campione d'argento. Davanti ad Ag c’era un cuneo di piombo. Ma all’ultimo momento Fermi sostituì il Pb con della paraffina, ricca di idrogeno e quindi di protoni che rallentano i neutroni. L' esperimento andò a buon fine e fu ripetuto anche con l'acqua sempre ricca di idrogeno, e si ottenne lo stesso risultato. Fermi infine spiegò che si manifestavano urti elastici che riuscivano a rallentare i neutroni. Enrico Fermi grazie a questa scoperta vinse nel 1938 il premio Nobel per la fisica. Dopo questa scoperta il gruppo di Fermi divenne famoso in tutto il mondo della fisica e della radioattività.
Nasir Monan 1A
L'Istituto di Via Panisperna e la fisica nucleare italiana
I Ragazzi di via Panisperna è il nome con cui è divenuto noto il gruppo di fisici, quasi tutti giovanissimi, che presso il Regio istituto di fisica dell'Università di Roma, allora ubicato in via Panisperna 89/a, collaborarono con Enrico Fermi alla scoperta, nel 1934, delle proprietà dei neutroni lenti, scoperta che dette l'avvio alla realizzazione del primo reattore nucleare e della bomba atomica. Il gruppo nacque grazie all'interessamento di Orso Mario Corbino, fisico, già ministro, senatore e direttore dell'Istituto di fisica di via Panisperna, il quale riconobbe le qualità di Enrico Fermi e si adoperò perché fosse istituita per lui nel 1926 la prima cattedra italiana di Fisica teorica. A partire dal 1929, Fermi e Corbino si dedicarono alla trasformazione dell'Istituto in un moderno centro di ricerca. Per il settore sperimentale, Fermi poté contare su un gruppo di giovani fisici: Edoardo Amaldi, Franco Rasetti ed Emilio Segrè, ai quali nel 1934 si aggiunsero Bruno Pontecorvo e il chimico Oscar D'Agostino; in campo teorico, si distingueva la figura di Ettore Majorana. I soprannomi del gruppo: Fermi era “il Papa” (per la sua infallibilità), Corbino il “Padreterno”, Rasetti era “Venerato Maestro” o “Cardinal Vicario”, Segrè qualche volta “Basilisco” qualche volta “Prefetto delle Biblioteche”, e Majorana era spesso il “Grande Inquisitore”. Giulio Cesare Trabacchi, Direttore del Laboratorio di Fisica della direzione generale di Sanità Pubblica, era soprannominato “La Divina Provvidenza” per aver fornito al gruppo Fermi le sostanze radioattive necessarie per gli esperimenti.
“Le loro ricerche di laboratorio” riguardarono inizialmente la spettroscopia atomica e molecolare, poi si orientarono verso lo studio sperimentale del nucleo atomico: attraverso il bombardamento di varie sostanze mediante neutroni, ottenuti irradiando il berillio con particelle alfa emesse dal radon, che è un gas fortemente radioattivo, fu possibile rendere artificialmente radioattivi numerosi elementi stabili. Sul versante teorico, importantissimi per la comprensione della struttura del nucleo atomico e delle forze che vi agiscono furono i lavori di Majorana (forze di Majorana) e di Fermi, il quale tra il 1933 e il 1934 pubblicò la fondamentale teoria del decadimento beta.
COME SI FORMO’ IL “GRUPPO” Non appena Enrico Fermi occupò la cattedra di fisica teorica a Roma, cercò insieme a Corbino, di trasformare l'Istituto di via Panisperna in un centro di avanguardia a livello mondiale. In questo contesto Fermi necessitava di collaboratori adatti, al fine di formare il gruppo che più tardi divenne famoso come "I ragazzi di via Panisperna", dal nome della via nella quale erano ubicati i laboratori (ora parte del complesso del Viminale e del Ministero dell'Interno della Repubblica Italiana). Il primo ad essere assunto fu Franco Rasetti, al quale fu assegnato il compito di portare avanti le ricerche nel campo della fisica atomica. In seguito fra il 1927-1928 Emilio Segrè, Edoardo Amaldi ed Ettore Majorana completarono il gruppo. Fermi aveva così, la sua scuola formata da allievi giovanissimi, dove, attraverso seminari informali e spesso improvvisati, insegnava i segreti della fisica. Il gruppo proseguì coi suoi famosi esperimenti fino al 1933, quando Rasetti lasciò l'Italia per il Canada e poi per gli Stati Uniti, Pontecorvo andò in Francia e Segrè preferì andare ad insegnare a Palermo. Nel 1929 Fermi e Rasetti compresero che la ricerca sulla spettroscopia e la fisica atomica stava per volgere alla fine, dato che la meccanica quantistica aveva risolto la maggior parte delle questioni aperte. Il nuovo corso del gruppo fu di investigare il nucleo dell'atomo. Rasetti, Fermi e Corbino si fecero pertanto promotori della nuova politica scientifica che doveva basarsi sulla fondazione di laboratori di ricerca ben attrezzati, sulla formazione di ricercatori sia teorici che sperimentali, e soprattutto sulla concentrazione di finanziamenti, risorse materiali ed umane, nei settori più promettenti. Il 29 marzo 1929 Fermi è nominato da Mussolini membro della Reale Accademia di Italia e si iscrive al partito fascista. Fermi, in seguito, cercò di ottenere ulteriori finanziamenti per il suo istituto, concentrandoli sulla fisica nucleare e sulla fisica dei raggi cosmici. Compito della fisica nucleare era quello di studiare le forze che tengono insieme il nucleo. Al fine di comprendere meglio il problema, Fermi organizzò fra l'11 e il 17 ottobre 1931 un congresso internazionale di fisica nucleare, di cui Fermi era segretario del comitato di fisica. Il congresso fu finanziato con duecentomila lire, una cifra enorme per l'epoca, e aperto con un intervento dello stesso Mussolini. L'organizzazione scientifica del congresso fu affidata a Fermi che personalmente invitò i più grandi scienziati mondiali, definendo direttamente il taglio degli interventi, e chiedendo espressamente di esporre non solo i problemi già risolti, ma soprattutto quelli non risolti. Il congresso ebbe un'importanza scientifica enorme e vide la partecipazione di Marie Curie, Niels Bohr, Patrick Blochett, Robert Millikan, Arthur Compton, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli. Il congresso fu un catalizzatore di idee e soprattutto mise a fuoco le questioni centrali, teoriche e sperimentali, ancora aperte. Pauli, per esempio, avanzò per la prima volta l'esistenza di una nuova particella, il neutrino. Nel 1938, anche a causa delle leggi razziali, il gruppo si disperse e la maggior parte dei "ragazzi" emigrò all'estero. Del gruppo rimasero in Italia Amaldi, che fu poi l'artefice della ricostruzione della fisica italiana nel dopoguerra e il chimico D'Agostino. Diego Cavalieri 1A
LE FRASI CELEBRI di Enrico Fermi
“Il passato è passato, guarda al futuro”.
“Ci sono soltanto due possibili conclusioni: se il risultato conferma le ipotesi, allora hai appena fatto una misura; se il risultato è un contrario alle ipotesi, allora hai fatto una scoperta”.
GLI AFORISMI di Enrico Fermi “Ero giovanissimo, avevo l'illusione che l'intelligenza umana potesse arrivare a tutto. E perciò m'ero ingolfato negli studi oltre misura”.
“La professione del ricercatore deve tornare alla sua tradizione di ricerca per l’amore di scoprire nuove verità. Poiché in tutte le direzioni siamo circondati dall’ignoto e la vocazione dell’uomo di scienza è di spostare in avanti le frontiere della nostra conoscenza in tutte le direzioni, non solo in quelle che promettono più immediati compensi o applausi”. Luca Bognolo 1A e Giacomo Bertotti 2A disegno di Sebastiano Doro 1A
INTITOLAZIONI • • • • • • • • • •
Ad Enrico Fermi è stata intitolata la terza centrale nucleare italiana: l'impianto da 270 MW di Trino (VC), che dal 1964 al 1987 ha prodotto oltre 26 milioni di MWh. Portano il nome di Fermi i fermioni (particelle con spin semi-intero) L'unità di misura del fermi (equivalente a metri) In suo onore il satellite GLAST dedicato allo studio dei raggi gamma è stato chiamato Fermi Gamma-ray Space Telescope; Fermi è il nome di un cratere sulla Luna, uno su Marte di ben 241 km di diametro e un asteroide l'8103 Fermi. Da Fermi prende nome il paradosso di Fermi, sulla possibilità dell'esistenza di civiltà aliene Il premio Enrico Fermi della Società italiana di fisica. Il dipartimento di fisica dell'Università di Pisa, presso il quale ha studiato; il dipartimento di Ingegneria Nucleare del Politecnico di Milano, che contiene un reattore nucleare; uno dei due edifici del dipartimento di fisica della Sapienza Università di Roma A Fermi sono intitolate numerose scuole superiori: licei scientifici e istituti tecnici, in Italia. A Fermi è stata intitolata una delle stazioni della metropolitana (Linea B) di Roma; una delle stazioni della Metropolitana di Torino A Fermi è stato intitolato l'elemento n.100 della tavola degli elementi, ovvero il Fermio.
Teoria del decadimento Successivamente alla sua partecipazione al convegno di Solvay, Enrico Fermi pubblicò la sua celebre "teoria del decadimento beta: tentativo di una teoria dei raggi beta". “Basandosi - parla così Rasetti, suo amico e collega - sulle teorie di Pauli del neutrino, in pochi giorni formulò una tesi, che ci mostrò nell' autunno del 1939 e che dimostrava la trasformazione di un protone in neutrone, con la conseguente creazione del neutrino”. Fermi ipotizzava che neutrone e protone fossero due stati differenti del nucleo, e che il neutrino liberatosi non facesse in alcun modo parte del nucleo ma venisse creato come conseguenza del processo di decadimento. Fermi dimostrò quella che lui denominerà “interazione debole” in cui un protone viene trasformato in un neutrone, o viceversa (per iterazione si intende quando due elementi agiscono l’uno sull’altro). Per calcolare le probabilità del processo di decadimento, Fermi semplificò la funzione hamiltoniana, rendendola compatibile con le leggi di conservazione e di simmetria. Nel suo lavoro, Fermi calcolò la vita media del decadimento beta, l’energia dell’elettrone emesso e le regole di selezione del processo. Fermi espose la sua teoria a degli amici dopo una giornata di sci, ammettendo che quello sarebbe stato il suo più importante lavoro, il migliore che avesse mai fatto, e che sarebbe stato ricordato dai posteri. Fermi aveva ragione! Grazie alle sue teorie sul decadimento beta, si sarebbe presto creato un nuovo ramo della fisica delle particelle elementari: la “fisica delle interazioni deboli”.
Giovanni Masato 1A
Intervista ad Enrico Fermi:
A = Angelo De Mio
E = Enrico Fermi
A – Buongiorno sig. Enrico Fermi, mi presento: sono Angelo De Mio e sono uno studente di una scuola superiore che ha preso il suo nome. Vorrei farle delle domande sulla sua vita per conoscerla meglio… Potrei? E – Certamente! Cosa vuoi sapere? A – Innanzitutto vorrei chiederle: se lei fosse ancora vivo quanti anni avrebbe? E – Visto che sono nato il 29 settembre 1901, dovrei avere quasi 112 anni. A – Urca! Sono tanti! E pensare che fin da ragazzino a lei interessavano già materie avanzate, ho sentito dire. E – Certo, quando avevo del tempo libero, ovviamente al di fuori della scuola, mi piaceva leggere libri di matematica, fisica o meccanica. Tutto questo è partito da un mio interessamento ad un libro di fisica che ho trovato in un mercato nella mia città natale, cioè Roma. A – Ho capito. Ho sentito dire anche che lei è andato a Pisa, ma per far cosa? E – Sono andato a Pisa per fare un esame, ci sono rimasto quattro anni per studiare. Alla fine i miei risultati superavano quelli di tutti gli altri. A – Complimenti! Parlando di altro: ho saputo che lei aveva un fratello…
E – Sì, a pensarci mi viene ancora da star male. A – Come mai? E – Perché io ero molto attaccato a mio fratello e quando seppi la notizia che egli morì a causa dell’operazione per rimuovere un ascesso alla gola, mi misi a studiare per colmare il dolore e finii il liceo in cui ero (ero al Ginnasio) un anno prima del previsto. A – Ah, mi dispiace molto! E – Non fa niente. A – Ma lei è molto conosciuto, per quale motivo? E – Perché ho fatto svariati esperimenti, sono uno tra i principali scienziati di meccanica quantistica, in pratica della fisica nucleare. Sono conosciuto anche grazie al premio Nobel per la fisica che ho ricevuto nel 1938. A – Grazie mille per il tempo dedicatomi e per le sue preziose risposte. E – Grazie a te per l’interessamento. A – Ah, vorrei farle sapere un'altra cosa… E – Dimmi Angelo. A – Anche noi stiamo studiando fisica, qual è il metodo migliore per impararla presto? Come lei? E – Basta dedicare allo studio un po’ di più tempo, come ti ho detto prima, anche al di fuori dalla scuola e in futuro la fisica non sarà più così complicata da studiare. Questo vale ovviamente per le materie in generale! A – Grazie del consiglio! Ho imparato da questa intervista che bisogna essere curiosi ed amare quello che si sta facendo E – A presto! A – Arrivederci e grazie ancora.
Parole nascoste A cura di Dolcetta Luca e Ardit Marco di 1B
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Trova le seguenti parole nascoste nella griglia in orizzontale, da destra a sinistra e viceversa, e in verticale, dall’alto in basso e viceversa, ma anche lungo la diagonale:
Acida Alberto Bambino Bari Boom Boro Chicago CNR Elio Energia Enrico Etano Famiglia
Fisico Hg (x 2) Ida Insegna Italia Mamma Nonni Nucleare Oro (x 2) Ossido Pisa Premio
Rame Raro Rima Roma SAP (societĂ antiprossimo) Scuola Scuole Settembre Stefano Storia TNT Zolfo
Alla fine segna le lettere rimaste sole, leggile di seguito e scoprirai due parole familiari !!!
Cerca le parole A cura di Giacomo Zanata, Karl Christopher Tugas e Leonardo Manfagiolo di 1B
Trova le 21 parole nascoste che hanno a che fare con la vita di E. Fermi. Puoi muoverti da destra a sinistra, dall'alto verso il basso e in diagonale dall'alto verso il basso. Buona caccia alle parole!
Il nome nascosto A cura di Dumitru Gincu e Mirko Zennaro 1B
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Muovendoti a destra e sinistra, in orizzontale e verticale, ricerca le seguenti parole. Attenzione: le lettere non utilizzate ti sveleranno il nome nascosto.
Ac (Andrea Caraffa) Alberto Analisi Atomi Biografia Bomba atomica Boom Chicago Elementi Energie Equivalenze Etano Fermio Fm
Gaeta Giugno Giulia Giulio Hf Ida Laura Maria Massa Miscele Neutrini Nobel Nucleare Ossiacidi
Ossido Ossificazione Pisa Radioattivi Roma Sap (SocietĂ anti prossimo) Scherzi Scuola Settembre Stefano TnT Usa Xe
Rebus biografico Per risolvere il rebus, devi aver letto bene le pagine precedenti con le notizie su Enrico Fermi. Completa la griglia con l’aiuto delle definizioni qui di seguito
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ORIZZONTALI VERTICALI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 12. 13. 14. 15. 16.
Il nome di sua moglie Elemento a lui dedicato Via sede del gruppo di ricerca Società Anti Prossimo Simbolo dell’argento Particelle che portano il suo nome Collega del padre soprannome all’interno del gruppo nome del fratello dove metteva per scherzo i lucchetti dove camminava per gioco
2. il simbolo dell’elemento Fermio 3. la città dei suoi studi universitari 7. le “particelle” di un certo tipo 8. simbolo dell’argento 9. sono “lenti” nelle reazioni studiate da Fermi 10. Panisperna 11. città dove è nato 17 perso in inglese 18. città americana sede della Columbia University 19. l’amico del fratello 20. gruppo di studio di giovani 21. città dove muore
Perché una edizione straordinaria del giornalino di Istituto?
Perché vogliamo far conoscere meglio il fisico italiano da cui prende il nome la nostra scuola, nato circa 110 anni fa. Attraverso le pagine del giornalino vogliamo che sappiate che Enrico Fermi studiava sì molto, ma era un ragazzo come noi, curioso, con tanta voglia di scherzare e di vivere l’avventura della vita. Fin da piccolo era un costruttore di oggetti meccanici, un po’ come noi oggi all’ITT E.Fermi, dove impariamo a progettare e costruire con la robotica, la meccatronica e l’informatica legata ad essa. Certo sono importanti passione e impegno. Auguriamo a tutti voi un futuro ricco di scoperte e di soddisfazioni!
Sitografia e bibliografia: - Wikipedia - Emilio Segrè "Enrico Fermi, fisico" una biografia scientifica - Saggi Zanichelli - Fabio Cardone, Roberto Mignani "Enrico Fermi e i secchi della sora Cesarina" Metodo, pregiudizio e caso in fisica - Di Renzo Editore - Collana Acobaleno
Soluzione: