Quel fastidioso fenomeno chiamato singhiozzo.

Tutti noi abbiamo avuto a che fare, almeno una volta, con il singhiozzo. Ma cos'è in realtà questo fastidioso fenomeno? Il singhiozzo è appunto un fenomeno dovuto a contrazioni ripetute e involontarie del diaframma, cioè quel muscolo che si contrae durante l’inspirazione e si rilassa durante l’espirazione. Le cause scatenanti il singhiozzo non sono ancora perfettamente note, di sicuro c’è un interessamento, o meglio, una irritazione del nervo frenico, deputato al controllo delle contrazioni del diaframma, di conseguenza ogniqualvolta il diaframma si contrae avviene una brusca chiusura della glottide, cioè la valvola che separa l’apparato respiratorio da quello digerente, che genera anche il caratteristico rumore del singhiozzo (hic). Oltre al nervo frenico sono interessati al singhiozzo anche i centri del respiro e l’ipotalamo, una ghiandola cerebrale deputata al controllo del sistema nervoso autonomo ed endocrino. Come detto le cause del singhiozzo non sono note, ma è stato visto che si presenta spesso in determinate situazioni ambientali e di vita normale, come ad esempio i bruschi sbalzi di temperatura, come passare da un ambiente ad un altro a temperature molto diverse o bere bevande gelate o bollenti; l’ingestione eccessivamente veloce di cibi solidi o liquidi, con conseguente assunzione di una notevole quantità di aria: un danneggiamento della mucosa gastrica dovuta alle bevande alcoliche (il classico hic degli ubriachi). La durata del singhiozzo è variabile, se è di tipo occasionale o transitorio non desta preoccupazioni eccessive se non fastidio; diversamente se è di carattere persistente può essere sintomo di patologie, come ad esempio, la pericardite, il reflusso gastroesofageo, alcolismo, diabete, ictus. In che modo si può far passare il singhiozzo? Il metodo più vecchio e più consigliato è quello di trattenere il fiato e restare in apnea per 10-25 secondi dopo una inspirazione profonda. Questa manovra induce il diaframma a rilassarsi. Un altro metodo poco scientifico, considerato più una credenza popolare, è di spaventare il paziente affetto da singhiozzo causando una brusca contrazione del diaframma, contrazione che in alcuni casi provoca lo stop del singhiozzo. Nei casi di singhiozzo persistente l’individuo può essere trattato con farmaci come gli antipsicotici (clorpromazina), miorilassanti (baclofen) o farmaci antinausea (metoclopramide). Una curiosità: Il più lungo singhiozzo fin qui conosciuto appartiene allo statunitense Charles Osborne: dal 1922 fino al 1990. 68 anni di singhiozzo.(immagine presa dal web)

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Quel problema attuale chiamato effetto serra.

L'effetto serra è un fenomeno per così dire atmosferico-climatico che indica la proprietà che ha un qualsiasi pianeta nel nostro caso la Terra, di trattenere nella propria atmosfera parte dell'energia solare proveniente dal Sole. In questo modo si instaura un processo, del tutto naturale, deputato alla regolazione dell'equilibrio termico del nostro pianeta, agendo sulla la presenza nell’ atmosfera di alcuni gas, detti appunto gas serra, che hanno come risultato complessivo quello di moderare la temperatura dell'atmosfera terrestre, evitando fortunatamente le grandi escursioni termiche a cui sarebbe soggetto il pianeta in loro assenza.
In pratica viene a crearsi una variazione del contenuto atmosferico di vapore acqueo, anidride carbonica e metano, di conseguenza un aumento delle concentrazioni di questi gas nell’atmosfera ci dà come risultato un aumento di calore con conseguente innalzamento della temperatura terrestre. La scoperta dell'effetto serra, è dovuta al fisico-matematico francese Joseph Fourier nell'Ottocento in seguito ai suoi studi teorici sulla trasmissione del calore nei corpi. Nel 1824 fu lui a capire che l'atmosfera produce un effetto serra sul nostro pianeta: l'energia irradiata dalla Terra verso lo spazio è minore di quella ricevuta dalla radiazione solare. Purtroppo la presenza dell’uomo, con le sue molteplici attività contribuisce, anche se molto lentamente, a modificare la temperatura ambientale, aprendo scenari preoccupanti per un futuro più o meno prossimo per il nostro pianeta. Tra i fattori che influiscono sull’effetto serra possiamo annoverare il consumo di CO2 da parte delle piante, le piogge, gli spostamenti di masse d’aria umide, il metano che passa dalla terra nell’atmosfera ad opera dei batteri, le eruzioni vulcaniche, l’emissione nell’atmosfera di CloroFluoroCarburi (CFC) i quali, impedendo la formazione dell’ozono, contribuiscono ad aumentare la temperatura terrestre grazie all’aumento del famoso “buco”. Anche l’uomo contribuisce non poco con le sue attività all’alterazione dell’effetto serra, come ad esempio la cementificazione, la costruzione di milioni e milioni di chilometri di autostrade, ma soprattutto con la distruzione di intere foreste, come nel caso della foresta amazzonica, dove in 25 anni è andato perso circa il 15% a causa dei disboscamenti. Ultimamente l’argomento “effetto serra” si sta concentrando su un altro grande problema: lo scioglimento dei ghiacciai, con il rischio di estinzioni di alcune specie animali come l’orso polare o di atolli che rischiano di scomparire per l’innalzamento del livello del mare. L’effetto serra è un fenomeno terribilmente complesso ed è ancora fonte di studi; è necessario però mettere in atto delle strategie di riduzione di questo fenomeno in modo da poterlo arginare o quantomeno rallentare, come ad esempio: fare in modo di ridurre la formazione di anidride carbonica, magari limitando l’uso di combustibili fossili come il petrolio, il carbone, gas, ecc., sia nella produzione di energia, sia nell’autotrazione; orientarsi verso le fonti di energia rinnovabile, cioè quelle alimentate dal Sole; aumentare le zone “forestali” per dar modo alla sintesi clorofilliana di eliminare l’anidride carbonica. (immagine presa dal web)

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10 Agosto: Tutti con gli occhi all'insù per vedere "le lacrime di San Lorenzo", ovvero le stelle cadenti.

10 Agosto, San Lorenzo. Si avvicina il giorno, o meglio la notte, durante la quale molte persone volgeranno lo sguardo in cielo per cercare di scorgere le famose stelle cadenti, chiamate anche “le lacrime di San Lorenzo” secondo una tradizione popolare. Un fenomeno, quello delle stelle cadenti, che si ripete ogni anno intorno alla fine della prima e l’inizio della seconda decade d’agosto, grazie all’incontro ravvicinato della Terra, nella sua orbita intorno al Sole, con uno sciame di meteoroidi che nella nostra atmosfera bruciano per attrito, producendo scie luminose chiamate meteore, cioè le classiche stelle cadenti, che spesso e volentieri si possono ammirare anche ad occhio nudo. Quest’anno, purtroppo, vedere le stelle cadenti potrebbe essere più complicato rispetto agli anni precedenti, dal momento che la loro luce sarà offuscata, almeno in parte, dalla Luna che raggiungerà il plenilunio proprio il 10 agosto. Bisognerà dunque mettere in atto validi accorgimenti per cercare di osservare al meglio tale spettacolo. In primis il momento migliore per osservare queste emozionanti scie luminose sarà la notte tra il 12 e il 13 agosto, intorno alle due di mattina, guardando nord-est, inoltre cercare di posizionarsi in un luogo ideale, lontano da fonti di luce diretta o indiretta, come edifici e luoghi illuminati, ed avere un’ampia visuale del cielo, dal momento che le stelle cadenti possono fare la loro comparsa da tutte le direzioni, non solo da nord-est. Portarsi un giacchetto per coprirsi dall’umidità notturna e…buona visione. (immagine presa dal web)

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La Tettonica oggi

La litosfera attuale è divisa in otto grandi placche e in molte più piccole. La loro velocità media è di circa 4 centimetri all'anno, più o meno la stessa a cui crescono le unghie. 

La cosa ancora non del tutto chiara, però, è perché alcune placche vadano più veloci di altre. In genere il fenomeno inizia con un riscaldamento alla base della crosta continentale, che la fa diventare più deformabile e meno densa. Dato che gli oggetti più densi salgono rispetto a quelli meno densi, l'area riscaldata diventa un'ampia cupola.

Via via che la crosta si gonfia, si formano delle fratture che gradualmente diventano fosse tettoniche che cominciano a dividere il continente. A un certo punto tra i frammenti continentali emerge materiale basaltico che li allontana ulteriormente fino a formare un oceano come l'Atlantico.

Con il tempo, un oceano antico come il Pacifico comincia a chiudersi. Le placche oceaniche scendono sotto i continenti formando un'enorme fossa, o zona di subduzione, profonda fino a 10 chilometri. Quando le immani lastre si addentrano nel mantello, alla superficie si hanno spesso terremoti profondi. I sedimenti in precedenza sul fondo dell'oceano cominciano a riscaldarsi, fondendosi e ascendendo all'interno della crosta fino a formare catene di vulcani lungo il bordo del continente.

La "cintura di fuoco" attorno al Pacifico, per esempio, è provocata dalla spinta della crosta oceanica sotto i continenti. Quando i continenti collidono tra loro, come quando circa 50 milioni di anni fa l'India finì contro l'Asia, si innalzano possenti catene montuose come l'Himalaya. In altri luoghi, come la faglia di Sant'Andrea, dove i continenti sfregano l'uno contro l'altro, terremoti meno profondi possono provocare danni immani in superficie. Per la fine degli anni Sessanta si era compiuta una rivoluzione in campo geologico, comparabile con quella avviata da Darwin cento anni prima in ambito biologico, quando propose la sua teoria dell'evoluzione. Oggi la grande teoria unificante della tettonica delle placche, come è chiamata oggi la deriva dei continenti, spiega praticamente ogni fenomeno geologico noto.(science)

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Luna | Ma è proprio vero che sulla Luna non ci sono temporali?

Superficie lunare (immagine dal web)

I temporali che avvengono sulla Terra, sappiamo essere causati dalle differenze di temperatura e pressione dentro l'atmosfera. Ma dal momento che sulla Luna non esiste praticamente atmosfera, in quanto che risulta essere 100mila miliardi di volte meno densa di quella terrestre, la Luna non ha dei veri e propri temporali o fenomeni meteorologici vari.

Gli astronauti che ahnno fatto parte delle missioni Apollo in orbita alla Luna, rapportarono però più di una volta, di avere visto fasce di luce che filtravano attraverso la polvere nell'atmosfera lunare, attorniando il sorgere ed il tramontare del Sole. A questo punto è ritenuto da più parti che tra la notte ed il giorno lunare esista una nube vorticosa di polevere che si espande da un polo all'altro.

Con ogni probabilità è generata da un leggero campo elettrico che corre in maniera orizzontale sulla superficie lunare tra la faccia in ombra e quella illuminata dal Sole. Tale fenomeno appena percettibile è però molto lontano dall'essere ritenuto un vero e prorio "temporale". (science)

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La dipendenza da “mamma” e “papà” è spesso causa di separazione. Lo dice la Chiesa.

Il 'mammismo'è un fenomeno in continua crescita e spesso è causa di crisi nel rapporto di coppia. Quando mamma e papà entrano in camera da letto, la coppia scoppia. E' la dipendenza psicologica dai genitori una delle cause di nullità del matrimonio. Lo afferma la sessuologa Alessandra Graziottin, direttrice del reparto di Ginecologia dell'ospedale San Raffaele Resnati di Milano, e lo ribadisce monsignor Paolo Rigon, vicario giudiziale del tribunale ecclesiastico ligure all'inaugurazione dell'anno giudiziario. Quando "per ogni scelta della coppia è necessario il consenso del genitore - spiega monsignor Paolo Rigon - lo sposo diventa un sostituto. Il vero coniuge è uno dei due genitori". E l’arcivescovo di Genova e presidente della Cei, Angelo Bagnasco aggiunge: “ A creare problemi nella coppia è anche la mancanza di lavoro, che impedisce di sperare nel futuro. Le riforme necessarie a cui dovrà mettere mano il nuovo governo sono tante, ma prima di tutto bisogna pensare all'occupazione”. ''Il fenomeno dei ragazzi e delle ragazze che rimangono con i genitori fino a oltre 30 anni è noto – dichiara inoltre la sessuologa Graziottin – e ciò porta alla mancata maturazione della persona, ''che rimane sempre 'figlio' e non 'uomo' o 'donna', con un effetto su tutti gli aspetti relazionali, a partire da quello sessuale. Un conto è l'amore profondo, un conto la dipendenza patologica, che riguarda più le mamme ma talvolta anche i padri'. Gli effetti per la coppia sono devastanti, spiega Graziottin. ''Se non è risolto il rapporto genitoriale è impossibile stabilire un legame profondo con il partner, e questo si riflette sullo stesso progetto di famiglia, anche perché si instaurano dinamiche di confronto, per cui il partner viene sempre paragonato al genitore, che possono sfociare in veri psicodrammi''. ''Bene ha fatto il Vaticano - conclude la Graziottin - a rimarcare questo problema, è un segno di grande modernità e attenzione alle fragilità della coppia''.

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Michigan | Enormi palle di ghiaccio sulle rive del lago. Fenomeno registrato anche in Polonia.

Il vortice polare artico, l’area di bassa pressione che ha attanagliato il Nord America con temperature di gran lunga sotto lo zero, è il responsabile del simpatico e ancor più caratteristico fenomeno naturale riscontrato sulle rive del lago Michigan. Si tratta di enormi palle di ghiaccio giunte sulla riva della città lacustre di Glen Arbor, nel Michigan. Secondo il meteorologo Joe Charlevoix, queste palle si formano quando la temperatura dell'acqua sul lago Michigan è solo un pò sotto lo zero: un piccolo pezzo di ghiaccio si forma in acqua, le onde si muovono avanti e indietro e aggiungono ulteriore acqua agli strati. Le palle diventano sempre più grandi e alla fine, quando diventano grosse, vengono spinte a riva dal vento. Una volta trasportate sulla spiaggia le sfere - di circa 15 centimetri di diametro - sono rimaste in balia dello sciacquio delle onde, che le hanno levigate rendendole ancora più lisce e regolari. La gente del posto le chiama "palle di ghiaccio" o "massi di ghiaccio" e, in realtà, sono una caratteristica normale dei Grandi Laghi in inverno. A seconda della temperatura hanno una grandezza diversa, che varia tra un chicco di grandine e una palla da basket. Succede, quindi, più spesso di quanto si possa credere. Infatti un caso analogo si è verificato su una spiaggia del Mar Baltico, a Jastarni (Polonia), dove anche lì sono state ritrovate decine di sfere di ghiaccio grandi come palle da bowling depositate sulla battigia.

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L’isola dei…maiali! Big Major Cay l’isola incantata

L’isola dei…maiali! Sicuramente da bambini, da adulti, mettetela come volete, a patto che siate in possesso di tanta fantasia avrete immaginato un’isola per tutto e tutti, dall’isola che non c’è a quella della serie televisiva di Lost, per finire a l’isola ben più celebre e famosa come quella dove approdò Gulliver ma mai e poi mai riuscireste a credere all’esistenza di un’isola abitata da soli…maiali! Proprio cosi, provate ad immaginare tanti teneri maialini rosa tuffarsi in acque cristalline e prendere il sole tutto il giorno! Non vi ho convinto vero? Bene allora andate in agenzia e prenotate un bel viaggio nella splendida Big Major Cay, isola delle Bahamas cosi potrete osservare questo divertente fenomeno.

Maiali nell'isola Big Major Cay

Spiagge bianche, acqua cristallina e panorama fantastico da cornice: sono queste le splendide caratteristiche della Big Major Cay, un’isola delle Bahamas, la cui peculiarità principale è quella di essere abitata da maiali. Un posto oltremodo incantato al punto tale che i maiali hanno deciso di viverci…già, quegli esserini di color rosa che solitamente li associamo al fango e la sporcizia visto la loro necessità di rotolarsi nel fango.

La Big Major Cay è stata, per l’appunto, rinominata Pig Beach a causa di questo fenomeno bizzarro: i maialini trascorrono le loro giornate a nuotare non nel solito fango ma bensì nelle acque cristalline e a prendere il sole in riva al mare, lontano dai rischi della civiltà e dalla crudeltà umana.Tutto ebbe inizio dieci anni fa, quando, ad un subacqueo professionista dal nome Jim Abernety gli arrivò la voce di particolari nuotatori sull’isola Big Major Cay e per verificarne la fonte decise di partite e con sè, portò l’amico fotografo Eric Cheng.

Al loro arrivo, non credettero ai loro occhi, perchè la notizia era fondata: ovviamente il fotografo scattò un vero e proprio servizio fotografico e da quel momento, i maialini raggiunsero la loro notorietà.

Attualmente, moltissimi turisti si recano sul posto per osservare l’evento mai sentito al mondo, e soprattutto per portare a loro del cibo. I maialini, appena vedono in lontananza l’arrivo delle barche, si tuffano dalla riva e nuotano fino ad andargli incontro.

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Come sarà la natura dello spazio-tempo: discreta o continua?

La domanda che da sempre permea della mente dei fisici di tutto il modo: sarà liscia o ruvida? Discreta o continua? Tutto ciò riguardo la natura dello spazio-tempo. Tale quesito pulsa come un mantice nella testa dei fisici quando volgono il loro pensiero allo spazio-tempo, esattamente alla struttura quadridimensionale dell'universo introdotta dalla teoria della relatività di Albert Einstein. A riassumere il tutto sugli ultimi risultati in questo campo di studi giunge oggi un articolo di Stefano Liberati, coordinatore del gruppo di Fisica delle Astroparticelle della Scuola Internazionale Superiore di studi Avanzati (Sissa) di Trieste. Lo studio, apparso sulle pagine della rivista Classical and Quantum Gravity, è stato selezionato dalla stessa rivista tra gli Highlight papers dell’ormai prossimo trascorso 2013.

Spazio-tempo

“Da tempo i fisici si interrogano sulla natura dello spazio-tempo”, racconta Liberati. “Ci si chiede infatti se sia continuo a tutte le scale, come appare nell’esperienza comune, o se a piccolissime dimensioni presenti una grana irregolare che nella nostra esperienza diretta non possiamo percepire”. Se così fosse, spiega l'esperto della Sissa, questo potrebbe portare a deviazioni dalla teoria della relatività speciale formulata da Einstein ormai più di cento anni fa.

In alcuni scenari teorici, la “non-continuità” dello spazio-tempo implica infatti violazioni all’invarianza delle leggi fisiche sotto le cosiddette trasformazioni di Lorentz (che stabiliscono che le leggi della fisica sono le stesse per tutti i sistemi di riferimento inerziali e che sono alla base della relatività speciale). Nello studio, Liberati passa in rassegna tutte le metodologie più promettenti (spesso basate su fenomeni legati all’astrofisica delle alte energie) messe a punto dai fisici a partire dagli anni ‘90 per testare queste deviazioni dalla fisica standard.

“Provate a immaginare di guardare una lastra di marmo da una certa distanza: vi sembrerà probabilmente di consistenza uniforme. A un più attento esame, ad esempio con un potente microscopio, si può vedere invece che il marmo è poroso e irregolare”, continua Liberati. “In un certo senso i fisici hanno cercato di fare qualcosa di simile con lo spazio-tempo: trovare qualcosa che agisca da microscopio per scoprire se a piccolissime scale di lunghezza c’è davvero un’irregolarità. Nel mio lavoro ho offerto un quadro sistematico degli esperimenti e delle osservazioni che si possono sfruttare per indagare l’esistenza di queste irregolarità. La relatività speciale è uno dei pilastri fondamentali della fisica moderna e in quanto tale è molto importante testarne la validità, fin dove le attuali osservazioni ce lo permettono”.

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Il bello della…matematica!

Sapete il perché le particelle prediligono essere espresse da equazioni belle anziché brutte? Come mai la matematica va d’amore e d’accordo con tutto ciò che è “bello”? Ci pensa il premio Nobel per la fisica Paul Dirac a provare a dare una risposta, anzi…ha provato a darla molto tempo fa, visto che è vissuto nel secolo scorso, con il suo libro “La bellezza come metodo”. Il manoscritto detiene i più importanti scritti e conferenze dell’illustre scienziato, tra i maggiori fondatori della meccanica quantistica e della fisica moderna.
Narrando una parte della propria vicenda scientifica, l’autore prova a spiegare come l’idea di bellezza sia il fondamento della matematica e della fisica. In senso lato, la matematica è lo strumento per indagare il mondo fisico, dunque la “Natura”: questa efficacia della matematica nella fisica è la conseguenza di una corrispondenza – o addirittura di una coincidenza – delle due discipline, che tenderanno ad unificarsi. In tale prospettiva, la bellezza diventa il metodo con cui lo scienziato deve procedere: da un lato essa è una sorta di guida nella ricerca scientifica, dall’altro un criterio di valutazione delle teorie.

"La Bellezza del Mondo" di Dirac

Un esempio del legame tra la matematica, la fisica e la bellezza? In fisica non tutti i fenomeni possono essere rappresentati mediante equazioni semplici: la teoria della relatività di Einstein sviluppa un’elaborazione complessa della gravitazione. Sebbene manchi di semplicità, la teoria viene resa accettabile per tutti. E questo è possibile grazie alla sua bellezza, che si manifesta, ad esempio, nella rivoluzione del concetto di spazio-tempo: le tre dimensioni spaziali e la dimensione temporale sono unificate in un’unica realtà quadridimensionale.

In generale, Dirac preferisce cercare le leggi della Natura partendo dalla matematica astratta, piuttosto che dai fenomeni con cui essa si manifesta. Uno dei due limiti che individua nella meccanica quantistica, infatti, è la “sconfitta” del determinismo, sostituito dalla visione probabilistica. Così la natura è sottoposta alle leggi della probabilità e in qualche modo non più a quelle della matematica: proprio per questo Dirac, raggiungendo le vette del suo ‘matematicismo’, sospetta che i fondamenti della meccanica quantistica non siano ancora definitivi.

Nel libro, lo scienziato premio Nobel racconta come è arrivato alla famosa “equazione di Dirac” (iγ·∂ψ = mψ) - che da lui prende il nome -, la quale descrive il comportamento dell’elettrone tenendo conto sia della meccanica quantistica che della relatività einsteiniana. C’è un problema però: nella meccanica quantistica, e dunque anche nel modo in cui essa descrive le particelle, sono presenti alcuni “infiniti”: si tratta di quantità infinitamente grandi, che di fatto violano i principi fisici. Questi infiniti sono espressione di un’imperfezione, che rende la teoria “brutta”: in questo caso, è un po’ come se dicessimo che anche l’elettrone ‘insegue la bellezza’ (dato che è come se ‘non accettasse’ questa violazione). I fisici perciò pongono riparo al problema mediante altre teorie, come quella della rinormalizzazione, un metodo che cancella queste quantità enormi.

Un altro problema riguarda il valore di “α”, una delle costanti più usate in fisica (che al suo interno contiene un parametro elettromagnetico fondamentale, la carica elettrica elementare); la domanda è: perché il rapporto 1/α vale proprio 137 e non un altro numero? Si tratta di un quesito sondato a lungo che non ha avuto una risoluzione significativa. Dunque, ecco un altro esempio di come la mancanza di bellezza corrisponda all’assenza di una spiegazione matematica (almeno per il momento): a conferma dell’ipotesi dell’autore, secondo cui la bellezza è il fondamento di questa disciplina.

L’autore racconta anche un episodio legato al fisico Schrödinger, il quale non pubblicò l’equazione relativistica sul comportamento dell’elettrone nell’atomo di idrogeno: essa era esteticamente bella, ma non era confermata dagli esperimenti. L’equazione originale di Schrödinger fu riscoperta in seguito da Klein e Gordon, che la pubblicarono. “Credo che ci sia una morale in questa storia”, afferma Dirac nel suo libro. “È più importante che le equazioni siano belle piuttosto che in accordo con gli esperimenti”.

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Il "materiale delle meraviglie" si conferma il grafene!

Il "materiale delle meraviglie" si conferma il grafene! Alcuni ricercatori dell'Istituto nanoscienze (meglio conosciuto come Nano-Cnr) in collaborazione con l'Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) sono stati protagonisti di un'evento fantastico: per hanno assisitito per la prima volta al manifestarsi di un fenomeno che potrebbe essere utilizzato per incrementare l'efficienza di dispositivi fotovoltaici come le celle solari.
Stiamo parlando del grafene, che sottoposto ad impulsi luminosi ed estremamente brevi, introduce un processo di moltiplicazione a cascata degli elettroni. 

Il grafene

Il traguardo ottenuto in collaborazione con il Politecnico di Milano, la Scuola normale superiore e l'Università di Cambridge e Manchester, è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications. “Studiare il comportamento degli elettroni nel reticolo bidimensionale di questo materiale, che è costituito da un foglio monoatomico di atomi di carbonio, è la chiave per capirne e sfruttarne al meglio le eccezionali proprietà: conduzione di elettricità e calore migliore del rame, leggerezza e resistenza maggiori dell'acciaio”, spiega Marco Polini di Nano-Cnr di Pisa.

“Un aspetto ancora poco noto, per esempio, è cosa accade agli elettroni dopo che un lampo intenso e ultra-breve di luce li ha fortemente perturbati: abbiamo pertanto indagato le primissime fasi successive alla foto-eccitazione, quando gli elettroni, riscaldati dalla luce a temperature di migliaia di gradi, si raffreddano in un tempo brevissimo”. I ricercatori hanno dimostrato che in questo caso i fotoni incidenti innescano un processo di ‘moltiplicazione a cascata’ degli elettroni.

“Un fenomeno noto come 'carrier multiplication', grazie al quale, per ciascun fotone assorbito dal grafene, più elettroni si mettono in moto e incrementano la corrente elettrica”, continua Polini. “La possibilità di innescare questo fenomeno potrebbe migliorare le prestazioni delle tecnologie fotovoltaiche e dei dispositivi optoelettronici in termini di efficienza, robustezza, risparmio energetico”. “La moltiplicazione di carica è estremamente difficile da rilevare poiché dura appena un centinaio di femtosecondi, meno di un milionesimo di milionesimo di secondo!”, spiega Giulio Cerullo di Ifn-Cnr e Politecnico di Milano. “Per studiare effetti fisici su scale temporali così brevi servono impulsi luminosi altrettanto brevi, che siamo stati in grado di ottenere con tecniche di spettroscopia ultra-veloce capaci di 'comprimere' la luce. Il nostro esperimento rappresenta al momento l’evidenza sperimentale più chiara del fenomeno nel grafene”.

I gruppi di Nano-Cnr, Ifn-Cnr, Politecnico di Milano, Sns, Cambridge e Manchester, autori dello studio, hanno un ruolo di primo piano nella Graphene Flagship, il progetto europeo premiato con un maxi-finanziamento di un miliardo di euro per i prossimi dieci anni, che ha ufficialmente preso il via il primo ottobre scorso e coinvolge oltre 70 partner scientifici e industriali, con lo scopo di portare il grafene dai laboratori di ricerca alle applicazioni, attraverso tecnologie in una vastissima gamma di settori.

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Il primo "vagito" di una stella appena nata!

Il primo "vagito" di una stella appena nata! La vita si sa bene, è una questione di equilibrio, e per ottenerlo bisogna cambiare constantemente.
Questo inculcava nel lontano 1930 al proprio figlio Eduard Albert Einstein in una celebre lettera. Le stelle chiaramente non hanno una vita in se ma si bensi si formano per poi evolversi. Tutta la loro vita è una costante e continua ricerca di equilibrio in cui tante di esse, appena formate sono costrette ad espellere miliardi e miliardi di tonnellate di materiale gassoso e polvere che hanno in eccesso dentro di loro per non essere costrette ad esplodere. Questo lo si sa da tempo ormai, ma ora c'è una conferma davvero importante che ci giunge da un'immagine a dir poco spettacolare, dai colori oltremodo superbi e di un dettaglio mai raggiunto, realizzata da un gruppo di astronomi nord e sud americani che, facendo uso del nuovissimo e potente Alma l'insieme di radiotelescopi posto a 5.000 metri nel deserto cileno di Atacama, hanno fissato una stella appena formatasi da cui fuoriescono, con una violenza e velocità inimagginabile, getti di gas e polvere. Questi, viaggiando a centinaia di migliaia di chilometri all'ora, vanno incontro ad altro materiale inerte e nello scontrarsi si produce un'energia notevolissima che si tramuta in segnale luminoso. La novità delle osservazioni dell'oggetto Herbig Haro 46/47, così si chiama dal nome di

Stella appena nata

due famosi astronomi del recente passato, sta soprattutto nel livello di dettaglio raggiungibile con il nuovo strumento, che osserva la radiazione elettromagnetica nelle lunghezze d'onda di un millimetro o meno. Questi pennacchi luminosi e colorati, a causa degli elementi chimici coinvolti nel fenomeno, stanno a soli 1400 anni luce da noi, nella costellazione della Vela, alquanto ricca di gas e polveri interstellari da cui si formano continuamente nuove stelle. La loro vita iniziale è sempre a rischio: da una massa informe di materiale diffuso, parliamo di poche particelle per centimetro cubo, si addensa una formazione sferoidale di qualche milione di chilometri di diametro, tipicamente, che si contrae su sé stessa per attrazione gravitazionale, le parti più interne sono sulla Terra. A questo punto sulla sfera è come se agissero due enormi mani infatti più dense e attirano sempre più quelle esterne. L'aumento di massa porta man mano a quello della densità al centro e di conseguenza della temperatura, parliamo comunque sempre di tempi "astronomici" e quindi centinaia di migliaia e più di anni. Quando la temperatura nel cuore dello sferoide va sui milioni di gradi si accende la fusione nucleare, quella che cerchiamo da 50 anni di riprodurre qui sulla Terra. Sulla stella nascente agiscono ora due fenomeni contrapposti: la gravità tende a far "cadere" le parti più esterne verso il centro, come un bicchiere cade per terra se ci sfugge di mano, mentre l'energia prodotta dalla fusione nucleare all'interno tende ad uscire, sotto forma di radiazione e calore, come una stufa elettrica accesa. Per dire è come se due mani schiacciassero un pallone da calcio e due dall'interno cercassero di farlo espandere. L'equilibrio, la parola chiave, può essere raggiunto nella stella anche espellendo quantità per noi mostruose di materiale dallo sferoide che sta diventando stella a tutti gli effetti, come nel nostro caso. Se non ce la fa la stella scoppia subito e si ritenta fra qualche miliardo di anni. Al di là della scoperta scientifica questa ricerca dimostra l'eccezionale resa di Alma, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale che è una collaborazione fra l'Europa, il Nord America e l'Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. Le parabole europee di Alma sono state fornite dall'Italia, che ha vinto la gara internazionale per la loro costruzione. Siamo noi infatti ad avere la migliore tecnologia in questo campo, che è apparentemente di nicchia, ma molto qualificante a livello internazionale.

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