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"Il cielo stellato sopra di me, la legge morale dentro di me'' I. Kant

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Interviste TraScienza&Coscienza

TERRA CHIAMA MARTE, IL FUTURO DEL PIANETA ROSSO SPIEGATO DA FRANCESCA ALTIERI

Nella settimana che precede l’inizio del nostro festival Le Stelle dal Borgo vogliamo farvi conoscere meglio una delle protagoniste dei nostri incontri. Francesca Altieri, dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia di Roma, il 12 agosto a Guardiagrele (Ch) ci racconterà le novità e il futuro del pianeta rosso, nella nostra chiacchierata potete trovare un assaggio di quello che sarà il tema dell’incontro.

-Il tema del nostro incontro sarà il futuro dell’esplorazione spaziale sul pianeta rosso. La parola futuro come si coniuga con Marte?

Il futuro dell’esplorazione spaziale di Marte è ricco di eventi. Ci sono infatti già delle date importanti da segnare. A metà del 2018 un orbiter ESA inizierà la sua fase operativa per studiare la composizione dell’atmosfera, e ci sarà il lancio di un lander della NASA che ha l’obiettivo di capire se Marte è ancora geologicamente attivo; nel 2020 ci saranno invece i lanci di due rover, uno ESA ed uno NASA.

-Le date su un possibile sbarco di astronauti, cambiano anno dopo anno,
quali saranno le tappe da raggiungere prima di vedere un uomo su Marte?

Prima di tutto dalle missioni future abbiamo bisogno di capire meglio se e quando Marte abbia ospitato forme di vita. Ora sappiamo con certezza che Marte in passato aveva un ambiante favorevole allo sviluppo della vita, per come la conosciamo noi sulla Terra. Dobbiamo pero’ avere ulteriori evidenze che giustifichino in maniera definitiva una missione umana. Ciò non toglie che le agenzie spaziali di tutto il mondo (e non solo!) stiano comunque pianificando delle possibili missioni umane verso il pianeta Rosso. Comunque cio’ che davvero manca attualmente è la tecnologia per riportare indietro i nostri astronauti.

– Quali obiettivi deve raggiungere ancora l’esplorazione robotica sul
pianeta?

Una delle tappe fondamentali (anche per dare un’ulteriore spinta alla realizzazione di missioni umane) è riportare a terra campioni prelevati da siti con una mineralogia particolarmente interessante. L’obiettivo è analizzare materiali di interesse esobiologico (come rocce sedimentarie prelevate da terreni molto antichi) nei nostri laboratori, e quindi con tecniche molto sofisticate e sotto il nostro completo controllo.

– Tutti si sono concentrati a denigrare il povero Schiaparelli ma
attraverso il fallimento si possono cogliere nuove opportunità nello spazio?

L’esplorazione spaziale è segnata dagli insuccessi. Purtroppo fanno parte di questo processo e lo vedremo meglio durante la mia presentazione. Nel caso specifico del modulo Schiaparelli, l’obiettivo da parte dell’Agenzia Spaziale Europea era dimostrare che dal punto di vista tecnologico l’Europa è in grado di gestire le fasi di entrata in atmosfera, di discesa e di atterraggio di un lander. Nell’ottica di vedere il bicchiere mezzo pieno, sicuramente alcuni obiettivi sono stati raggiunti: entrata in orbita e gestione delle prime fasi della discesa. Purtroppo, poi, qualcosa è andato fuori controllo e la parte finale è stata, appunto, un fallimento. Ma l’ESA ha già prodotto un report molto dettagliato, dimostrando che i suoi ingegneri hanno ricostruito quello che non ha funzionato.

– Com’è cambiata la percezione, all’interno della comunità scientifica, del
pianeta rosso nel corso di questi anni?

Grazie alla missione ESA Mars Express e alle recenti missioni della NASA, è oramai chiaro che nel passato Marte era molto più simile alla Terra di come ci appare ora.

– Per un atterraggio di rover o addirittura umani, come si valuta un sito?
Quali caratteristiche deve avere un sito di atterraggio?

Prima di tutto un sito di atterraggio deve essere sicuro. Questo vuol dire che il terreno non deve presentare massi di grandi dimensioni o punti troppo scoscesi, per non danneggiare il modulo di atterraggio. Ovviamente però il sito deve essere anche scientificamente interessante. I dati raccolti dalle missioni più recenti hanno fornito un forte contributo per valutare quest’ultimo aspetto, in particolare in termini della composizione mineralogica dell’area che i rover vanno a perlustrare.

– Quali sono le tue più grandi paure legate all’esplorazione di Marte?
Quali le più grandi speranze?

L’atmosfera di Marte è caratterizzata dalla presenza di minuscole particelle di polvere che possono danneggiare strumentazione robotica o di supporto alle missioni umani. Periodicamente si innescano tempeste di polvere che coinvolgono tutto il pianeta. Inoltre, la superficie di Marte non è schermata, a differenza di quella terrestre, dai raggi UV e particelle energetiche. Questo rappresenta un pericolo per l’esplorazione umana.
La mia speranza è che lo sviluppo di nuove tecnologie proceda velocemente per permettere alle future generazioni di astronauti di fare un viaggio Terra-Marte di andata e ritorno, ed in completa sicurezza.

– Neil deGrasse Tyson ha detto questo, riporto la frase originale: “This adventure is made possible by generations of searchers strictly adhering to a simple set of rules. Test ideas by experiments and observations. Build on those ideas that pass the test. Reject the ones that fail. Follow the evidence wherever it leads, and question everything. Accept these terms, and the cosmos is yours”. Marte è la più grande prova che l’umanità, dal punto di vista scientifico, è chiamata ad affrontare?

Comprendere se mai Marte abbia ospitato in passato forme di vita o se, in siti protetti nel sottosuolo, ci sia tuttora un’attività batterica, è una delle sfide più grandi per l’esplorazione spaziale planetaria. Ma di certo non è la sola. Volendo circoscrivere il raggio al nostro Sistema Solare, missioni recenti come Dawn e Rosetta hanno dimostrato che i corpi minori possono essere molto ricchi in materiale organico. Inoltre, negli ultimi anni abbiamo imparato che sotto la superfice ghiacciata di Europa, una delle lune di Giove, ci potrebbe essere un oceano arricchito di elementi che hanno reso possibile la formazione e sviluppo di forme vita sulla terra. Spingendo lo sguardo più in la’, è oramai chiaro che ogni stella ospita un sistema planetario e pianeti simili alla Terra potrebbero essere molto piu’ comuni di quanto finora pensato! Ma se invece pensiamo all’astronomia in senso piu’ ampio, altre sfide riguardano lo studio delle onde gravitazionali e della materia oscura, solo per fare degli esempi. I progressi fatti nel XX secolo ci hanno fatto sentire il Cosmo un po’ piu’ nostro, ma molto c’e’ ancora da testare, analizzare e scoprire!

Qui trovate il programma completo del festival

Gianluigi Marsibilio

ONDE GRAVITAZIONALI, IL PUNTO DELLA SITUAZIONE TRA AGGIORNAMENTO DEGLI STRUMENTI E NUOVE TECNOLOGIE

Dove sono finite le onde gravitazionali? Ormai sono passati due anni dal primo storico annuncio e tra una rilevazione e l’altra gli strumenti vanno aggiornati, le tecnologie migliorate e le osservazioni raffinate. Di tutto questo abbiamo parlato con Massimiliano Razzano, ricercatore presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa e dell’INFN-Pisa, e membro della collaborazione internazionale Virgo.

 

– Come si migliora uno strumento come Virgo o Ligo? Cosa cercate nelle nuove tecnologie che applicate agli interferometri?

Gli strumenti attuali, Advanced LIGO e Advanced Virgo, appartengono alla cosiddetta seconda generazione di rivelatori, e avranno aregime una sensibilità di circa 10 volte le versioni precedenti, chiamate LIGO e Virgo. Per migliorare ulteriormente la sensibilità di questi strumenti occorre ridurre al massimo il rumore, cioè le possibili sorgenti si segnale spurio che potrebbero essere confuse con il segnale gravitazionale. Molte sono le nuove tecnologie allo studio, a partire da una maggiore riduzione del rumore sismico alle basse frequenze, del rumore termico e utilizzando laser più potenti, per ridurre il rumore quantistico più importante alle alte frequenze.

– Quali sono le onde gravitazionali più “facili” da captare? Quali oggetti esotici secondo voi potrebbero produrre onde?

E’ sicuramente un campo tutto nuovo, quindi è difficile immaginarsi tutte le sorgenti che potrebbero produrre onde gravitazionali. Quelle più “facili” da rivelare sono le sorgenti per le quali abbiamo delle ragionevoli previsioni sulla forma dell’onda emessa. Una delle tecniche di analisi dati più robuste e sensibili combina infatti i dati raccolti con il modello della forma d’onda attesa, per estrarre in maniera ottimale tutte le informazioni sulla sorgente. Ad esempio nel caso della coalescenza di due stelle di neutroni o buchi neri, la relatività generale ci fornisce gli strumenti per calcolare la forma dell’onda prodotta. A partire da queste previsioni è possibile compiere analisi più sofisticate per estrarre il segnale gravitazionale dal rumore. Ma ci aspettiamo che altri fenomeni celesti possano produrre onde gravitazionali, ad esempio l’esplosione di una supernova. In quel caso però , la rivelazione è più difficile perchè il segnale atteso è più debole e non ci sono ancora modelli teorici per spiegare fino in fondo l’emissione gravitazionale in questi casi. Si tratta tuttavia di un aspetto decisamente interessante, che potrebbe svelarci nuove sorprese sull’Universo gravitazionale.

 

– Abbiamo parlato a fondo delle nuove frontiere dell’astrofisica aperte dalla rilevazione delle onde. Quanto potrebbe aiutare nelle misurazioni avere uno strumento, simile ad un interferometro nello spazio, penso in particolare al programma LISA (eLISA)?

Un interferometro spaziale consentirebbe di andare a esplorare un intervallo di frequenze inferiori a 0.1 Hz molto inferiore a quello visibile con LIGO e Virgo, che sono sensibili all’incirca nella banda 10 Hz – 10 Khz. Per fare un paragone, LISA si confronta con LIGO e Virgo come un radiotelescopio si confronta con un telescopio ottico: entrambi osservano luce, cioè radiazione elettromagnetica, ma di lunghezza d’onda differente. Osservare a frequenze così basse ci permetterà di studiare fenomeni completamente diversi, ad esempio l’emissione di onde gravitazionali da parte di sistemi formati da due buchi neri supermassicci nel nucleo delle galassie.

– Quali sono i maggiori pericoli per uno strumento come VIRGO?

Virgo è uno strumento estremamente sensibile, quindi praticamente tutti i fenomeni fisici naturali, dai microsismi al rumore termico, sono dei “pericoli” che minacciano la rivelazione di segnali gravitazionali. Per questo motivo gran parte del lavoro consiste nel trovare nuovi metodi per abbattere queste fonti di rumore.

– L’ultima domanda è una piccola curiosità sulla vostra vita di scienziati: visto che le onde gravitazionali non vengono captate così spesso dagli strumenti, come si svolge una giornata scientifica di un ricercatore di VIRGO o LIGO?

In realtà uno strumento come LIGO o Virgo richiede un continuo studio, in modo da portarlo ad essere sempre più sensibile. Parte degli sforzi sono ad esempio in questa direzione. C’è poi un’attività di analisi continua dei dati che vengono raccolti, e che si concentrano non solo sui segnali transienti come ad esempio la fusione di due buchi neri, ma anche nel tentare di mettere in evidenza segnali gravitazionali continui, ad esempio dovuti a stelle di neutroni in rotazione oppure al cosiddetto fondo stocastico di onde gravitazionali. Inoltre è presente una continua attività di sviluppo di nuove tecniche di analisi dati, che verranno poi testate sui dati raccolti.

 

Gianluigi Marsibilio

TRA SCIENZA & COSCIENZA CERCA COLLABORATORI

Tra Scienza & Coscienza cerca collaboratori per la realizzazione di contributi per il sito.

Cerchiamo giovani volenterosi di dare il loro contributo al progetto con idee innovative e dedizione per la divulgazione scientifica. Da tempo ormai parliamo di scienza e ricerca con accuratezza e mettendo la voce degli scienziati in primo piano.

Se siete interessati non esitate a contattarci direttamente sulla nostra pagina Facebook mandandoci una breve presentazione e i campi di interesse principali che avete.

SCACCO AD HEISENBERG, INTERVISTA A GIORGIO COLANGELO

Il re tra tutti i princìpi della meccanica quantistica elaborato da Heisenberg, è stato aggirato con un esperimento messo a punto da Giorgio Colangelo, fisico abruzzese approdato nel team di Morgan Mitchell dell’Institute of Photonic Sciences (Icfo) a Barcellona.

I risultati pubblicati su Nature avranno notevoli applicazioni in campo fisico e medico, con una notevole capacità di migliorare la sensibilità nelle risonanze magnetiche o negli orologi atomici.

Noi l’abbiamo intervistato per farci raccontare come è stato possibile aggirare l’affascinante principio che da quasi un secolo divide fisici e filosofi.

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Qual è il filo rosso che lega un gruppo di scienziati tutti molto giovani ad Heisenberg e qual è la vera importanza del suo principio?

Il nostro gruppo si occupa di questioni fondamentali relative alla fisica quantistica che hanno  interesse scientifico e importanza tecnologica.

Noi per esempio usiamo gli atomi come fossero un sensore precisissimo per misurare campi magnetici esterni.

A tali livelli di precisione il principio di indeterminazione di Heisenberg  impone dei limiti fondamentali nella misura delle cose: quando misuro la posizione di un atomo disturbo intrinsecamente la sua velocitá, per cui le due cose non si possono mai conoscere allo stesso tempo.

Lo stesso accade nella misura dell’ampiezza di un segnale ottenuto dallo spin di un atomo e l’angolo della sua orientazione, che sono due quantità fondamentali in tecniche di grande importanza tecnologica, come la risonanza magnetica nucleare o quelle usate negli orologi atomici, che servono per esempio a sincronizzare i GPS.

Cosa vuol dire aggirare il principio di Heisenberg?

Vuol dire che il principio di Heisenberg rimane valido, ma che in alcuni casi è possibile misurare il segnale prodotto dagli atomi in modo molto più preciso rispetto a quello si pensava fosse un limite fondamentale.

Cosa hanno indicato i risultati sperimentali del vostro esperimento che ricadute avranno nei vari campi della fisica?

Abbiamo dimostrato che in opportune configurazioni degli atomi rispetto al campo magnetico, è possibile misurare il loro segnale raggirando il principio di Heisenberg.

Adottando il nostro schema di misura sarà possibile misurare segnali con precisione molto maggiore: questo potrà avere ripercussioni nei campi più diversi, dalla rivelazione delle onde gravitazionale, ai campi magnetici prodotti dalla attività celebrale.

Come verranno influenzati i prossimi sensori magnetici?

Spero adottino lo schema di misura che abbiamo proposto.

Il principio ha un legame molto stretto con l’idea di errore. Uno scienziato del vostro laboratorio che rapporto ha con gli errori?

L’errore é ciò che ci permette di imparare a capire dove abbiamo sbagliato e proprio grazie a quello possiamo migliorare: il successo di un esperimento arriva solo grazie al fallimento di molti altri.

D’altra parte l’errore é nel DNA della scienza: una teoria scientifica per essere tale deve poter essere sperimentata ed eventualmente falsificata, altrimenti sarebbe un dogma.

Cos’è e cosa significa incertezza quantistica?

Significa che fino a quando non misuriamo qualcosa non ha senso fare congetture su che proprietà abbia.

In gruppi di lavoro del genere si sperimenta il valore dell’internazionalità: a Barcellona cosa ti colpisce di più dei tuoi colleghi stranieri?

La diversità. Ci vogliono competenze diverse perché un esperimento abbia successo.

Ho colleghi dai 5 continenti e lavorare con loro mi ha aiutato a scoprire la ricchezza dalle varie culture. E questo  aiuta a rispettare gli altri e ad abbattere le barriere dei nazionalismi che oggi vogliono dividerci.

Gianluigi Marsibilio

ALLA SCOPERTA DI CERERE E DELLE TRACCE DI MATERIALE ORGANICO

La missione DAWN della NASA ha permesso agli scienziati di studiare approfonditamente Cerere. La scorsa settimana, grazie ad uno studio pubblicato su Science coordinato da Maria Cristina De Sanctis,  dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, abbiamo appreso che sulla superficie dell’oggetto più grande della fascia principale ci sono delle tracce di materiale organico.

A spiegare al meglio la scoperta per noi sono stati, in un’intervista doppia, la stessa ricercatrice De Sanctis e il suo collaboratore Andrea Raponi,  ricercatore INAF e grande esperto di Cerere.

-Abbiamo visto che tanti media hanno ripreso la notizia delle tracce di materiale organico in modo non completamente corretto. Può spiegarci cosa si intende per materiale organico?

 

Maria Cristina De Sanctis – Parliamo di composti CH, molecole di carbonio e idrogeno.

Andrea Raponi – Per materiale organico si intendono composti del Carbonio, e solitamente Idrogeno, Ossigeno e Azoto. Il termine è spesso frainteso con materiale biologico a causa dell’origine del suo nome, che lo lega in effetti alla vita. Oggi sappiamo che materiale organico, come ad esempio il metano, può essere di origine biologica e non.

 

– Perchè è importante precisare che si tratta di materiale costituito da composti alifatici? Quali sono le principali caratteristiche di questi composti?

 

Maria Cristina De Sanctis – le molecole alifatiche sono costituite da catene di legami CH.  Nei composti alifatici gli atomi di carbonio possono legarsi dando vita a catene lineari o ramificate.

Andrea Raponi – Gli alifatici sono composti di Carbonio e Idrogeno a catena lineare. La peculiarità sta nel fatto che questi elementi possono formare molecole molto complesse, come sono ad esempio le molecole alla base della vita.

– Come è stato possibile ritrovare il materiale e quali strumenti hanno maggiormente contribuito alla scoperta?

Maria Cristina De Sanctis – Il materiale è stato individuato studiando la luce riflessa dalla superficie. Detto semplicemente, ogni oggetto, a seconda della sua composizione, riflette diversamente la luce solare ed è possibile, studiando tali riflessioni (ovvero lo spettro di riflettanza),  capire la composizione.  Lo strumento che ha individuato tali composti è uno strumento italiano -VIR-. Questo è uno spettrometro ad immagine che lavora nell’intervallo di lunghezze d’onda in cui si possono individuare tali composti.

Andrea Raponi – Il materiale è stato rilevato dallo spettrometro ad immagine (VIR) nel canale infrarosso a bordo della sonda NASA Dawn. Il principio base dello strumento è l’acquisizione della luce riflessa dalla superficie del pianeta nano, e la sua scomposizione nelle diverse lunghezze d’onda (lo spettro). Dalla forma di quest’ultimo si può derivare la composizione grazie alla presenza di cosiddette firme spettrali caratteristiche di ciascun composto.

– Il materiale è stato trovato in prossimità del cratere Ernutet. Perchè secondo lei proprio in quella posizione? Come fanno i ricercatori, in questo tipo di missioni, a selezionare le aree da studiare approfonditamente?

Maria Cristina De Sanctis– Il motivo per cui è stato individuato in quella zona non è ancora chiaro. Apparentemente è una zona “comune”, non ha delle caratteristiche geologiche particolari rispetto  ad altre zone della superficie, come sono ad esempio le zone chiare che punteggiano la superficie di Cerere. La missione  Dawn, su cui VIR è imbarcato, ha osservato gran parte della superficie di Cerere, quindi  noi abbiamo analizzato moltissime zone e questa vicino al cratere Ernutet è dove abbiamo riscontrato questa grande quantità di organici.

 

 

Andrea Raponi – In missioni come questa solitamente tutta la superficie viene scandagliata dagli strumenti, proprio perché in principio non si può sapere il luogo che riserverà le maggiori sorprese (per definizione stessa della parola “sorpresa”!). La posizione del ritrovamento di organici non ha caratteristiche peculiari: vicino un cratere come ce ne sono molti su Cerere. Il motivo per cui gli organici si trovano proprio lì è ancora al vaglio di varie possibilità: origine esogena (cioè portato dall’impatto con un altro corpo), o endogena (cioè processato dal materiale stesso di cui è composto mediamente Cerere). Quest’ultima ipotesi è leggermente favorita, dal momento che la sua posizione non sembra direttamente collegata alla formazione del cratere Ernutet.

 

 
– Su Cerere c’è la possibilità di trovare tracce di chimica prebiotica?

Maria Cristina De Sanctis – Quello che possiamo dire è che non è un ambiente  ostile per diversi motivi, tipo la presenza di ghiaccio, le temperature non eccessivamente rigide, la presenza di alcuni materiali che si formano tipicamente in ambienti idrotermali.

 

 

Andrea Raponi Su Cerere sono stati trovati minerali contenenti tutti gli elementi base della vita (Carbonio, Idrogeno, Azoto, Ossigeno) e non è esclusa la presenza di acqua liquida nel sottosuolo, almeno nel passato. E’ quindi possibile trovare tracce di chimica prebiotica, come la formazione di amminoacidi. Tuttavia dagli amminoacidi alle proteine, o ad una molecola complessa come il DNA, c’è un abisso. Colmare questo abisso per spiegare la vita sulla Terra rappresenta tuttora una delle più grandi sfide per la scienza.

 

 
– Quali misteri ci nasconde ancora la fascia principale degli asteroidi? Come sta contribuendo l’Italia in queste ricerche?

Maria Cristina De Sanctis – Di certo c’è ancora molto da scoprire. La fascia contiene oggetti formati in condizioni diverse e che hanno anche subito evoluzioni diverse. Mi aspetto ancora notevoli sorprese da una futura esplorazione.

Andrea Raponi La fascia degli asteroidi è la più grande riserva di corpi minori del sistema solare (assieme alla cintura di Kuiper e la nube di Oort, che però hanno lo svantaggio di essere molto lontani). I corpi minori sono in gran parte corpi primitivi, che quindi conservano traccia del passato del sistema solare. Il mistero che celano è quindi la storia di formazione ed evoluzione del sistema solare, la quale a sua volta ci può dire molto sulle condizioni che hanno dato luogo all’origine della vita sulla Terra, e ci può dire molto anche sull’origine di tutti i sistemi planetari che da pochi anni si stanno iniziando a scoprire (l’ultimo dei quali ha fatto particolarmente scalpore vista la presenza simultanea di ben sette pianeti simili alla terra di cui tre nella zona abitabile).

L’Italia è impegnata nella progettazione, costruzione e gestione di strumenti di cui ormai possiede molta esperienza come quello a bordo della sonda Dawn, e contestualmente è promotrice con la sua comunità scientifica di nuove possibili missioni.

 

Gianluigi Marsibilio

 

Crediti foto: ” NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA”

 

 

LA SICUREZZA AEROSPAZIALE E IL PROGRAMMA ARMAS, INTERVISTA CON KENT TOBISKA

La sicurezza aerospaziale viene controllata continuamente dal programma di sicurezza ARMAS. Il programma ha dato un contributo significativo al miglioramento della sicurezza del trasporto aereo internazionale: il progetto punta anche ad osservare i valori delle radiazioni atmosferiche e noi abbiamo fatto due chiacchiere con W. Kent Tobiska, dello Space Environment Technologies,  per capire come funziona ARMAS e in che modo la sicurezza aerospaziale viene garantita con queste continue misurazioni.

 

 

Quali sono gli effetti delle sorgenti di radiazioni sul trasporto aereo?

 

Ci sono due effetti, uno sull’uomo e uno sull’avionica. In primo luogo i piloti, l’equipaggio, e i passeggeri, che comprendono tra i loro feti nel primo e nel secondo trimestre, in grado di affrontare l’esposizione alle radiazioni supplementari quando si vola ad altitudini dell’aviazione commerciale sopra i 26.000 ft. (~ 8 km). In secondo luogo, l’avionica può sperimentare gli effetti di eventi singoli (IES) a causa dell’ambiente radiattivo.

 

Dove si concentra il più alto numero di radiazioni?

 

Nelle regioni di latitudine superiori, sia a nord che a sud. Ad esempio, il Pacifico del Nord e del Nord Atlantico, rotte dagli Stati Uniti per Asia e in Europa, rispettivamente, in genere avranno esposizioni alle radiazioni più elevate rispetto alle medie latitudini o delle vie equatoriali.

 

Quali sono i principali strumenti scientifici che controllano le radiazioni?

Ci sono una serie di strumenti che misurano le radiazioni e le registrano dopo il volo con l’analisi scientifica, compreso il TEPC, il Liulin, e gli strumenti Raysure. Gli strumenti di misurazione automatica di radiazione per la sicurezza aerospaziale (ARMAS) sono gli unici che misurano l’ambiente di radiazione in aereo durante il volo e inviano i dati a terra in tempo reale per essere usate in operazioni di volo, piloti, il pubblico, e la comunità scientifica.

 

Quali sono i tipi di radiazioni pericolose per gli esseri umani in volo?

Ci sono 3 sorgenti di radiazioni:

1) I Raggi Cosmici Galattici (GCR) forniscono la gran parte delle radiazioni al personale di volo o ai viaggiatori frequenti. GCR sono più alte durante i minimi del ciclo solare e minori durante il ciclo solare massimo. Il fondo di radiazioni GCR è presente tutto il tempo ed è ovunque nel pianeta.

2) Le Particelle energetiche solari (SEP) sono connesse con i grandi eventi di brillamento solare che possono moltiplicare l’esposizione alle radiazioni per il personale di volo e per i frequenti viaggiatori per un gran numero di ore. Le radiazioni sono più alte durante brillamenti solari e inesistenti quando non si verificano; l’impatto maggiore si trova nelle alte latitudini (sia nord che a sud) del pianeta.

3) La precipitazione energetica di elettroni (EEP) è associata a piccoli eventi di disturbo geomagnetico che possono aumentare l’esposizione alle radiazioni per personale di volo e frequent flyer per un massimo di un’ora. Radiazioni EEP sono più alte durante piccoli disturbi geomagnetici e inesistente quando coloro che non si verificano, anche in questo caso l’impatto maggiore si verifica nelle altitudini più alte.

LA SCIENZA DELLO ZUCCHERO A 360°, INTERVISTA A GARY TAUBES

Il dibattito sulla pericolosità dello zucchero è stato riacceso negli ultimi mesi con la pubblicazioni di alcuni documenti che hanno dimostrato il coinvolgimento delle industrie nell’insabbiamento delle prove sulla connessione tra disagi al cuore e consumo di zucchero.

Noi abbiamo intervistato Gary Taubes, giornalista scientifico e autore del libro : “The Case Against Sugar”, per parlare delle problematiche inerenti allo zucchero e alla sua industria, con un particolare riferimento agli Stati Uniti e al loro rapporto con questo alimento.

Qual è il rapporto tra gli Stati Uniti e lo zucchero?

Fin dall’inizio della loro storia gli Stati Uniti sono stati economicamente dipendenti da zucchero. Molte delle famiglie più ricche di New York nel XVIII e XIX secolo sono state distributori di zucchero, per esempio.

Una volta che i prezzi dello zucchero sono scesi nel XIX secolo, la rivoluzione industriale ha portato alla creazione di caramelle, gelati, cioccolata e alle aziende di bevande analcoliche, a dimostrazione che gli americani hanno una vera storia d’amore con lo zucchero.

Dal 1960, con l’avvento di cereali zuccherati e succhi di frutta, la maggioranza degli americani probabilmente non ha mai passato più di due o tre ore durante il giorno senza assumere zuccheri di qualche tipo. Nel frattempo i nutrizionisti ci hanno detto che l’assunzione di zucchero era relativamente benigna, fino a quando ci siamo resi conto, nel 1990, che era in atto una vera e propria epidemia di obesità sotto i nostri occhi, seguita da un vertiginoso aumento di casi di diabete: questo ha fatto si che molto lentamente sia avvenuta una presa di coscienza sulla dipendenza da zucchero.

Come potrebbe l’industria delle zucchero migliorare la sua immagine?

Ogni volta che lo zucchero è stato attaccato nel corso degli anni, come causa di obesità o come sostanza che potrebbe causare malattie cardiache o diabete, le industrie hanno assunto un comportamento pericoloso, promuovendo campagne per convincere il pubblico che era innocuo.

Io in realtà non li biasimo per averlo fatto, perché i nutrizionisti e ricercatori hanno insistito sul fatto che “una caloria è una caloria” e, con queste premesse, lo zucchero è effettivamente innocuo.

Come si può influenzare la scienza oggi?

Beh, spero di farlo con la mia no-profit, Nutrition Science Initiative : abbiamo raccolto $ 35 milioni, una parte significativa dei quali è andata a degli studi sul tema.

Tali ricerche possono ancora cambiare il modo in cui la comunità di ricerca pensa allo zucchero e la causa di obesità, ma sono meno ottimista ultimamente. Si tratta di un’altra versione dei mulini a vento di don Chisciotte e troppo spesso, il mulino a vento vince.

D’altra parte però, l’accoglienza è stata molto positiva per il libro sullo zucchero e mi ha permesso di discutere con molta più forza sulla cattiva scienza e le ipotesi ingenue nella comunità di ricerca sulla nutrizione e l’obesità, questo può avere più influenza di quanto mi sarei aspettato.

Lo zucchero ha solo 16 calorie in un cucchiaino. Perché dovrebbe essere sproporzionatamente demonizzato?

Le calorie sono un modo come un altro per misurare la quantità di un particolare cibo che consumiamo.

Ma ciò che è importante sono le risposte ormonali e fisiologiche a quel cibo.

Il corpo risponde allo zucchero (e sciroppo di fruttosio) in un modo che molto probabilmente fa male nel lungo periodo.

Immaginate di parlare di un farmaco. Dovrebbe essere importante la dose di assunzione, ad esempio quanti millilitri si assumono, la cosa che dovrebbe maggiormente preoccupare è come esso agisce nel corpo umano. Questa è una situazione molto simile a quella dello zucchero. Le calorie dicono solo quanto cibo o medicina si sta assumendo e non ti dicono nulla su ciò che conta, ovvero l’effetto del cibo o medicina sul nostro corpo.

 

Qual è la posizione del suo libro nel dibattito sullo zucchero?

Voglio mostrare qual è la posta in gioco quando si parla del rapporto tra lo zucchero e la nostra salute e sui rischi reali esistenti. Sono stati commessi dei crimini, come le epidemie a livello mondiale di obesità e diabete, e dovremmo prendere in considerazione lo zucchero come il primo sospettato.

Perché lo zucchero è implicato in disturbi metabolici?

Negli ultimi cinquant’anni abbiamo saputo che il diabete di tipo 2 (la forma comune che si associa all’età e al peso in eccesso) è una malattia di insulino-resistenza, il che significa che le cellule nel vostro corpo sono resistenti all’azione dell’insulina negli ormoni di vitale importanza. La resistenza all’insulina è il difetto fondamentale nel diabete di tipo 2. questo è talmente correlato all’obesità che io direi si tratti di una causa. Obesità e diabete aumentano il rischio di ogni altra malattia cronica grave.

Quindi qualunque fattore nella nostra dieta o stile di vita che provoca resistenza all’insulina è la causa del diabete di tipo 2 e, probabilmente, di obesità o almeno aumenta il nostro rischio di tutte queste altre malattie – tra cui il cancro e il morbo di Alzheimer -e chissà addirittura li induce.

Ora i ricercatori ritengono che la resistenza all’insulina inizia con l’accumulo di grasso nel fegato, e la metà di zucchero è un semplice fruttosio carboidrato che viene metabolizzato nel fegato e, al momento dell’arrivo in dosi elevate, trasformato in grasso.

Per questo lo zucchero è sulla scena del crimine quando le popolazioni soffrono obesità e diabete, e la sua scena del crimine è nel nostro corpo.

La parola dipendenza è spesso usata per descrivere certe abitudini alimentari, ma le persone diventano fisicamente dipendenti, per esempio, dallo zucchero?

Questa è una domanda difficile a cui rispondere. La ricerca ci dice che gli animali da laboratorio diventano fisicamente dipendenti da zucchero, tuttavia non è sempre così per gli esseri umani. Se si tratta di dipendenza, comunque la descriviamo, essa crea un legame in termini simili a quella degli animali.

Penso che il mio amico Charles Mann ha descritto ciò al meglio quando ha scritto che i ricercatori al giorno d’oggi si chiedono se lo zucchero è una sostanza che crea dipendenza o se le persone semplicemente agiscono come se la fosse. Il punto è che noi certamente agiamo in questo modo e se sei un genitore, come lo sono io, non hai bisogno di un sacco di ricerca scientifica per dire che lo zucchero ha effettivamente delle proprietà psicoattive e che ha un potere su di nostri figli che deve essere costantemente gestito.

Quando ha cominciato i suoi studi sull’industria dello zucchero? Come intende proseguirli?

Ho iniziato a studiare le scienze della nutrizione alla fine degli anni ’90 e la ricerca sullo zucchero e la sua industria ne è stata parte integrante. Nel 2009 ho ricevuto una sovvenzione dalla Robert Wood Johnson Foundation per scrivere questo libro.

Ancora più importante è stato un evento nel febbraio 2011, quando ho incontrato una giovane donna in una libreria a Denver, Colorado. Cristin Kearns, che aveva iniziato in modo indipendente ad indagare sull’industria dello zucchero.

Aveva scoperto depositi di documenti riservati del settore zucchero che ci hanno permesso di iniziare a mettere insieme come l’industria dello zucchero ha manipolato la percezione pubblica del suo prodotto e, così facendo, la ricerca. Cristin merita molto credito per il lavoro svolto.

Gianluigi Marsibilio

COSA HA CAMBIATO LA SCIENZA NEL 2016?

Alla fine di ogni anno si fanno bilanci nella comunità scientifica e anche noi di Tra Scienza & Coscienza vogliamo farli con i nostri lettori, per questo chiediamo di segnalarci quale, secondo voi, è stata la ricerca scientifica più importante del 2016.

Oggi pubblichiamo una breve lista con i nostri articoli e le ricerche in allegato per farvi un’idea, segnalateci la vostra opinione nel sondaggio qui sotto e il 1 gennaio scopriremo il risultato finale.

LA RILEVAZIONE DELLE ONDE GRAVITAZIONALI: il giorno 14 settembre 2015, grazie agli interferometri LIGO, alle 10:50:45 (ora italiana) si è avuta la prova dell’esistenza delle onde gravitazionali, teorizzate da Einstein un secolo fa nella sua Teoria della Relatività Generale.

 

L’OSSERVAZIONE DI UN PIANETA INTORNO A PROXIMA CENTAURI: dopo anni di campagne osservative intorno a Proxima Centauri la comunità scientifica ha rilevato un earth like planet, ancora tutto da scoprire. Proxima B aspetta il vostro voto.

 

LA VIA LATTEA INVISIBILE: nel corso dell’estate avevamo parlato dell’atlante mondiale sull’inquinamento luminoso, oltre l’80% degli abitanti del pianeta non riesce più a vedere la Via Lattea.

 

ALPHAGO L’AI CHE HA BATTUTO L’ESSERE UMANO: 4-1 per l’Intelligenza Artificiale: questo è il computo finale delle sfide tra AlphaGo e Lee Sedol. Dopo vent’anni dal duello tra Deep Blue e Garry Kasparov un’intelligenza artificiale ha battuto ancora l’uomo.

 

LE NUOVE SPERANZE SULL’ALZHEIMER : Il farmaco Aducanumab è al centro della ricerca contro le malattie neurodegenerative e lo studio di Alfred Sandrock e Jeff Sevigny potrebbe essere veramente la ricerca dell’anno.

UNIVERSO ZIKA: Le novità su Zika sono state tantissime e le ricerche connesse a questo morbo si sono dimostrate fondamentali per comprendere al meglio il virus, ancora molte domande aspettano risposte nel 2017.

 

SUPERARE LA TETRAPLEGIA: Attraverso una rete senza fili è stato possibile, per una scimmia, tornare a camminare dopo aver subito una paralisi totale. Questo è un passo decisivo per riportare gli uomini affetti da paralisi a camminare di nuovo.

 

Quelle riportate sono solo alcune delle indicazioni che potete darci, aspettiamo le vostre scelte e speriamo di essere sorpresi dai nostri fedeli lettori.

Gianluigi Marsibilio

ALLA SCOPERTA DI ENRICO FERMI, INTERVISTA A GINO SEGRE

Dopo aver parlato la scorsa settimana del libro The Pope of Physics: Enrico Fermi and the Birth of the Atomic Age, abbiamo contattato l’autore Gino Segrè, fisico e professore presso l’Università della Pennsylvania, per parlare della sua opera e di questa figura enorme che è Enrico Fermi. Il libro sarà tradotto anche in italiano dalla casa editrice Raffaello Cortina.

Perchè Fermi è stato definito il Papa della fisica? Oggi c’è, nella comunità scientifica, una personalità che possiamo paragonare a lui?

Tutti I giovani fisici in Via Panisperna avevano dei soprannomi con cui uno chiamava l’altro. Quello di Fermi era IL Papa, perchè gli altri dicevano ridendo che Fermi era infallibile.

Non c’e` una persona paragonabile, in parte perche` sembra impossibile  essere esperto in tutti i rami della fisica come lo era lui.

Tante volte Fermi viene ricordato nella cultura popolare per il paradosso sulla vita extraterrestre. Ma quella frase pronunciata durante un pranzo, non è stata leggermente fraintesa?

Si. E` stata fraintesa. Fermi cercava sempre di fare stime rapide di fenomeni, pensando che facendo delle ipotesi ragionevoli, si potesse arrivare ad un numero valido, almeno grossolanamente.

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Quanto nella carriera di Fermi è stata importante l’esperienza di Chicago?

Importantissimo. La dimostrazione di una reazione nucleare a catena, diretta da Fermi, ha trasformato la fisica nucleare e reso possibile la costuzione di reattori nucleari, arme nucleari eccetera. L’esperienza a Chicago nel dopoguerra e` stata anche molto importante perche` ha avviato la fisica delle particelle elementari e ha educato una nuovi generazione di giovani fisici.

L’esperienza dei ragazzi di Via Panisperna in che misura è stata importante per Fermi?

Molto importante. Benche ` la parte del suo lavoro come fisico teorico fu fatta da solo, quello di fisico sperimentale era una vera e propria collaborazione. Ha anche cambiato lo stile di sperimentare perche` Fermi divideva con i suoi cinque o sei collaborator il lavoro che veniva poi pubblicato insieme.

Quale crede sia stato il passaggio più importante, a livello scientifico, nella vita dello scienziato?

Il successo nel 1934 nel bombardare nuclei con neutroni. Questo cambio` la carriera di Fermi, fino ad allora ritenuto piu` che altro come un teorico. Dopo fu riconosciuto come uno sperimentatore di grande valore internazionale.

Perchè Fermi decise di mettere la paraffina nell’esperimento sulla radioattività artificiale indotta dai neutroni?

Quando gli altri Ragazzi di Via Panisperna domandarono il perche` a Fermi, lui rispose burlando che lo aveva fatto  “con intuito formidabile”

L’amico di Fermi, il Premio Nobel Chandrasekhar pensa  che la decisione era invece il risultato di una lunga subconscia meditazione.

Come possiamo descrivere il rapporto tra lo scienziato e l’Italia?

Fermi sentiva certamente la sua Italianita`, ma quello che lo importava piu di legami nazionali,era la possibilita` di condurre il suo lavoro e percio` non prese posizioni politiche prima di emigrare. Fece questo nel 1938 perche la moglie e percio I figli erano ebrei , ma anche perche le possibilita` di lavoro erano migliori. Nel dopoguerra, torno` in Italia solo due volte, ambedue le volte per visite relativamente brevi. Bisogna notare pero` che era molto impegnato nella ricerca e nel insegnamento negi Stati Uniti durante questo periodo

Oggi cosa continua ad insegnarci Fermi? Cosa devono imparare i giovani scienziati da lui?

Non ci si puo`aspettare di diventare un Fermi, ma lezioni che possiamo imparare da lui sono  di continuare ad imparare durante la carriera, di evitare di ripetersi e di cercare di vedere i nuovi campi. Lui si mosse con agilita` dalla fisica atomica a quella dei nuclei e poi a quella delle partcelle elementari. Avrebbe potuto continuare a capeggiare in uno o l’altro ma si rinnovava continuamente. Un’ altra lezione e quella di essere un gran lavoratore e di non fare distinzioni di rango

La sua vita si è incontrata con quella di Fermi. Cosa le ha lasciato, a livello personale, Enrico Fermi?

Come molti altri giovani con interessi nella scienza che sono cresciuti in Italia durante gli anni 50, Fermi era una specie di eroe mitico. In piu` mio zio Emilio, poi Premio Nobel anche lui, fu il primo studente a Roma di Fermi e percio` anche il primo a diventare uno dei Ragazzi di Via Panisperna. Questo legame mi aiuto ` a sperare di potere diventare anch’ io un fisico.

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