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tra Scienza & Coscienza

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

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Scienza

LA PRIMA COMUNICAZIONE QUANTISTICA TRA PECHINO E VIENNA AVVIENE GRAZIE AL SATELLITE MICIUS

L’Accademia delle Scienze e della Tecnologie Cinese e l’omonimo istituto austriaco, hanno trasmesso da Vienna a Pechino delle minuscole fotografie, in piccoli pacchetti fotonici, crittografate producendo la prima comunicazione quantistica a lungo raggio.

Lo studio, in cui è illustrata l’intera operazione, è stato pubblicato su Physical Review Letters.

La comunicazione quantistica a lunga distanza è avvenuta e ha collegato, tramite una rete di satelliti nello spazio, la capitale cinese con la città europea. Ad essere inviate, tramite un pacchetto di fotoni, sono state due immagini di Mozi e Schrodinger.

Il file, che si sono trasmesse le due accademie, non era contenuto in una semplice chat ma in una vera comunicazione quantistica crittografata avvenuta grazie al satellite Micius.

Il satellite è stato lanciato nell’agosto 2016 e si trova ad una quota di 500 km di altitudine, questo strumento è una vera risorsa ed ha permesso di registrare la comunicazione dalla più grande distanza mai ottenuta da una tecnologia del genere.

A dare il nome a satellite e il filosofo cinese Mozi, in questa comunicazione sono stati scambiati file (foto) della piccola dimensione di 5,34 KB e 4,9 kb, la prima immagine apparteneva Erwin Schrodinger, uno dei fondatori della meccanica quantistica e la seconda proprio al filosofo cinese.

Per capire come funzioni una comunicazione quantistica abbiamo chiesto allo scienziato Jian Wei Pan, dell’istituto scientifico cinese: “Nella distribuzione quantistica delle chiavi, identifichiamo due elementi chiave “Alice” come il trasmettitore che invia fotoni e “Bob” come un ricevitore che cattura queste particelle per le analisi. Usando il protocollo BB84 come esempio, sappiamo che ci sono quattro diodi laser che emettono un singolo fotone che corrisponde a 4 stati di polarizzazione differente: orizzontale e verticale, lineare a + 45 gradi e lineare a – 45 gradi”.

Ciascun fotone coinvolto nella comunicazione porta in sé un bit di informazione casuale che può essere noto solo a Alice e Bob, senza permettere intromissioni esterne.

Come ci ha confermato lo scienziato:” La sicurezza è la peculiarità di questo tipo di comunicazione, la distribuzione quantistica delle chiavi utilizza singoli quanti di luce mista in stati di sovrapposizione quantistica per garantire la sicurezza incondizionata tra due parti, anche distanti”. I due utenti che condividono le coppie di particelle garantiscono un nuovo tipo di comunicazione sicura.

La Cina dal 2004 ha preso atto delle limitazioni della tecnologia quantistica portando avanti questo tipo di studi, oggi finalmente si stanno cominciando a raccogliere i frutti di questo lavoro che comprende e comprenderà una galassia di satelliti orbitali e una serie di studi avanzati.

Micius sorvola il cielo notturno a 18 miglia all’ora da diversi anni, per adesso lo strumento ha ancora forti limitazioni, ad esempio il segnale può essere sfruttato solo durante il giorno, perchè la luminosità del sole può potenzialmente sopraffare il segnale satellitare.

Siamo comunque, grazie a questa cooperazione tra le varie accademie scientifiche, ad un nuovo punto di svolta per la comunicazione quantistica: oggi per noi è come essere struzzi e mettere le testa fuori dal buco per la prima volta, finalmente possiamo ammirare quello che succederà grazie ad una piattaforma potenzialmente più potente di internet e della blockchain.

Gianluigi Marsibilio

FOTO: University of Science and Technology of China

QUALE SCOPERTA SCIENTIFICA HA SEGNATO IL 2017?

Adesso tocca a voi scegliere la scoperta scientifica del 2017, potete indicare nel sondaggio al massimo tre opzioni per contribuire a indicare la scoperta dell’anno.  Il 1 gennaio 2018 riveleremo il vincitore dell’ormai classico sondaggione targato Tra Scienza & Coscienza, inoltre sulla nostra pagina Facebook in questi giorni, per rinfrescarvi anche la memoria , ripubblicheremo i vari articoli al centro di questa speciale competizione a colpi di scienza.

 

Qual è la scoperta scientifica del 2017?

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L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE A CACCIA DI SISTEMI PLANETARI

Stiamo raccontando dall’inizio della nostra avventura l’epoca d’oro di scoperta e caccia agli esopianeti. Ora siamo entrati addirittura in una nuova era 2.0: come ha infatti testimoniato la NASA, tramite una ricerca di due scienziati Christopher Shallue e Andrew Vanderburg, un nuovo attore è entrato in questa competizione all’ultimo pianeta, l’intelligenza artificiale.
Intorno alla stella Kepler 90, a 2545 anni luce di distanza dalla Terra, è stato scoperto un sistema planetario molto simile al nostro sistema solare, che vede 8 pianeti ruotare in un ambiente cosmico della distanza simile a quella dell’orbita terrestre.
La novità assoluta è tutta nel modo in cui è stato ritrovato il pianeta. Il professor Andrew Vanderburg dell’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ci ha spiegato come hanno fatto ad unire i dati di Kepler con una rete neurale: ” Le intelligenze artificiali oggi sono molto flessibili e possono essere utilizzate con un’infinità di tipi di dati. Noi abbiamo preso i dati sulla luminosità raccolti da Kepler, in particolare ci siamo concentrati sui segnali che erano stati rilevati con un metodo di ricerca di transito’ cercando di capire l’orbita del pianeta osservato’’.

Una volta inviati tutti i segnali nella rete neurale è stato possibile distinguere i pianeti e i falsi positivi: ” Appena addestrata la rete a riconoscere i falsi positivi dai pianeti reali, è stato possibile subito avere delle risposte chiare” ha specificato Vanderburg.
Tra i pianeti c’è ad esempio Kepler 90 i, un pianeta caldo e roccioso che orbita intorno alla sua stella ogni 14,4 giorni.

Questa stella ha un ambiente cosmico molto simile a quello del sistema solare , anche se come ci ha spiegato lo scienziato :”Tutti e otto i pianeti che ruotano intorno a Kepler 90 sono in un’orbita simile a quella della Terra”.

La rete neutrale ha identificato i veri pianeti dai falsi positivi nel 96% dei casi: questo ci fa ben sperare perché potremmo avere studi sempre più accurati e meticolosi nel campo degli esopianeti. Le ricerche di Kepler hanno prodotto una quantità enorme di dati che potranno essere scandagliati anche da questo tipo di reti e non solo dallo sguardo attento dei ricercatori.

All’orizzonte c’è per esempio la volontà di utilizzare questo tipo di software sui dati della missione TESS, che verrà lanciata il prossimo anno: “Non solo astronomia- ha chiarito il professore- ci sono applicazioni per l’apprendimento automatico in ogni campo, le intelligenze artificiali sono estremamente eccitanti”.
Ad oggi i quasi 35 mila segnali raccolti da Kepler hanno prodotto tante novità, ma spesso i pianeti più difficili da scovare sono sfuggiti all’occhio umano: ora le reti neurali potranno integrare, approfondire e migliorare il lavoro della comunità scientifica.

Gianluigi Marsibilio

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Crediti foto: Nasa/Wendy Stenzel

UN GETTO LUMINOSO NELLO SPAZIO: LA STORIA DI CTA 102 è UNA PIETRA MILIARE DELL’ASTROFISICA

CTA 102 è un blazar, cioè un nucleo galattico attivo, che ha però una grande particolarità: essere il più luminoso mai osservato.

L’osservazione è avvenuta con l’aiuto di 40 strumenti e ha prodotto un paper su Nature; la ricerca è stata guidata da Claudia M. Raiteri, prima autrice dello studio uscito sulla prestigiosa rivista e in forze all’osservatorio di Torino. Noi l’abbiamo intervistata e lei ha compilato per noi la “carta d’identità” di CTA 102.

La scienziata nell’intervista ci ha raccontato come è avvenuta la scoperta. Il monitoraggio di CTA 102 è una pietra angolare in questo campo dell’astrofisica che negli anni sta portando alla luce tante buone provenienti dal cielo.

– Sembra che CTA 102 sia il blazar più potente mai registrato. Cos’ha di tanto speciale? Cos’è esattamente un blazar?

Un blazar è un nucleo galattico attivo, potente sorgente di radiazione il cui motore è situato al centro della galassia ospite. La sua particolarità è data dal fatto che uno dei due getti di plasma che fuoriescono dal motore centrale è rivolto verso di noi, per cui la sua emissione di onde elettromagnetiche viene amplificata a causa di effetti relativistici.
Il blazar CTA 102 si è distinto perchè alla fine del 2016 e` diventato così luminoso da battere tutti i record precedenti. La nostra interpretazione, pubblicata in un articolo su Nature, è che questo sia stato possibile perché il suo getto, da cui proviene la luce osservata, si sia allineato con la linea di vista, spingendo al massimo gli effetti relativistici di cui sopra.

– Come lavorano oltre 40 telescopi per rintracciare un evento del genere?

Esiste una collaborazione internazionale , il Whole Earth Blazar Telescope (WEBT; http://www.oato.inaf.it/blazars/webt/), di cui Massimo Villata dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino è diventato Presidente nel 2000, che organizza e coordina campagne osservative su questi oggetti. Gli astronomi di tutto il mondo che vogliono partecipare devono rispettare certe procedure e mandare i loro dati a chi si occupa di analizzarli e di pubblicarli su riviste scientifiche internazionali. Nel caso della campagna su CTA 102 io e Massimo abbiamo assunto questo compito.

– Come si è comportato Cta 102 dal punto di vista della variabilità delle sue emissioni?

Nella banda ottica CTA 102 aveva mostrato un flare (aumento di emissione importante) nel 2012, dopodiché era rimasto in stato basso fino al 2016, quando abbiamo assistito ad un’improvvisa crescita della sua luminosità ottica che lo ha portato ai livelli straordinari di fine 2016.
Come WEBT abbiamo registrato un aumento di luminosità importante anche nell’infrarosso e nelle onde radio millimetriche, mentre nelle onde radio centimetriche la variazione non e` stata cosi` estrema. CTA 102 si è quindi comportato in modo diverso in bande osservative differenti. Questo ci ha suggerito l’immagine di un getto sinuoso, in cui la parte di getto che produceva l’emissione osservata nella banda ottica  puntava verso di noi, mentre la parte radio era meno allineata.

– Che ruolo hanno i buchi neri in queste esplosioni?

Il motore centrale di un nucleo galattico attivo e` un buco nero con massa da milioni a miliardi di volte quella del nostro Sole. Intorno ad esso ruota un disco di polveri e gas che vengono progressivamente risucchiate dal buco nero, rilasciando energia. Parte di questa energia puo` essere convogliata in due getti di plasma che escono dal buco nero in direzione perpendicolare al disco.

– Quali altri eventi degni di nota avete registrato con la collaborazione internazionale WEBT?

Il WEBT è nato nel 1997 e in 20 anni di attività abbiamo condotto decine di campagne osservative, molto spesso avvalendoci anche delle osservazioni di satelliti per osservazioni astronomiche lanciati dall’ente spaziale europeo, l’ESA, o da quello americano, la NASA. Un altro oggetto, per esempio, che ci ha dato molta soddisfazione è stato il blazar 3C 454.3, soprannominato “Crazy Diamond”, che abbiamo studiato a lungo anche in collaborazione con i colleghi del team del satellite italiano per astronomia gamma AGILE.

 

Gianluigi Marsibilio

Crediti: Gianluigi Bodo e Paola Rossi (INAF)

LE ROCCE SUL PIANETA TERRA, UNO SGUARDO D’INSIEME

Oggi concludiamo la nostra piccola guida che in queste settimane abbiamo tenuto sui principi della geologia, come capitolo finale parliamo delle regine di questa scienza: le rocce e le differenze tra loro.

Le rocce ignee sono le prime di cui parliamo:  si formano dopo il raffreddamento di materiale mantellico attraverso eruzioni vulcaniche o raffreddamenti sotterranei e più lenti (plutoni). La Terra è costituita da tre macro livelli concentrici (come una cipolla per intenderci): Crosta, Mantello e Nucleo. Il gradiente di temperatura sotterraneo è di circa 1°C ogni 30 metri, il che significa che ogni 100 metri “scesi” in profondità si ha un aumento di 3 gradi Celsius. Questo, combinato con un contemporaneo aumento di pressione con la profondit,  fa si che il livello intermedio della Terra (il Mantello) sia formato da materiale fluido ad altissima temperatura, mentre il Nucleo è addirittura solido nella sua parte più interna (immaginate che immense pressioni si hanno a quelle profondità). Tornando però al Mantello, che è il livello che ci interessa per spiegare questa famiglia di rocce, esso è in fase liquida finché non subisce delle risalite dovute a fratture ed abbassamenti di pressione dei livelli superiori. Questo porta a veloci venute a giorno (vulcani) con origine di rocce perlopiù vetrose e amorfe come le ossidiane o lente fasi di stallo a profondità, temperature e pressioni minori che permettono la formazione di rocce cristalline o plutoniche (i cristalli hanno bisogno di tempo per organizzarsi in una loro struttura) come i graniti.
Le rocce sedimentarie si formano in archi di tempo lunghi milioni di anni attraverso un processo chiamato diagenesi che consiste nel lentissimo depositare di micro particelle sui fondali marini (e lacustri o fluviali) le quali andranno a stratificarsi e poi compattarsi formando roccia nuova. Il travertino che trovate diffusissimo a Roma, i calcari in genere, le argille e le arenarie sono tutti di origine sedimentaria, anche se di diversi ambienti deposizionali. Questa tipologia di rocce rappresenta un’importante record per la ricostruzione della storia del Pianeta poiché in esse restano impresse testimonianze che coprono lassi di tempo di mlioni di anni e, se la tettonica non ha agito sulle rocce dopo la diagenesi, le possiamo trovare in posizione perfettamente orizzontale (principio fondamentale dell’orizzontalità originale di Stenone), come dei fogli di un faldone che raccoglie, partendo dalla base, gli elementi dal più antico al più recente.

Il Grand Canyon scavato dal fiume Colorado è l’esempio che tutti hanno chiaro negli occhi: centinaia di milioni di anni conservati in modo perfettamente orizzontale e portati alla luce dall’azione erosiva del fiume.
Le rocce metamorfiche sono il risultato degli sforzi tettonici ai quali sono sottoposte le due precedenti tipologie. Se le condizioni di temperatura e pressione lo permettono, la “semplice” deformazione visibile a livello macroscopico diventa una riorganizzazione della struttura cristallina che dà origine, a tutti gli effetti, ad un nuovo tipo di roccia. Il marmo e l’ardesia (la lavagna) ne sono esempi celebri. In questi casi la combinazione tra pressione e temperatura del sottosuolo, modificate dagli sforzi tettonici, non sono sufficienti ad un nuovo melting quindi alla formazione di nuova roccia ignea.

Con questo breve excursus diviso in tre parti speriamo di aver fissato al lettore concetti che spesso capita di trovare nei nostri pezzi.

Camillo Affinita

IL GRAFENE A ZERO G, IL FUTURO SPAZIALE DELL’INNOVATIVO MATERIALE

Portare il grafene nello spazio. Questo è l’obiettivo di una delle più grandi e innovative iniziative che unisce il CNR e l’Agenzia Spaziale Europea.

La collaborazione ha dato vita al progetto Flagship Graphene ea novembre partirà il grande esperimento che testerà il grafene in condizioni di assenza di gravità a bordo di un volo parabolico.
Noi abbiamo parlato con la comunità dei ricercatori dell’esperimento e delle sue implicazioni, a rispondere alle nostre domande sono stati Vincenzo Palermo, vicedirettore del progetto  e Maddalena Scandola, responsabile della comunicazione del CNR.

Come è strutturato esattamente l’esperimento Zero Gravity Graphene?

Il programma ZeroGravity Graphene si compone di due ambiziosi esperimenti, promossi dalla iniziativa europea Graphene Flagship in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), per valutare le prestazioni del grafene in condizioni di gravità zero. L’Italia, con il Cnr, ha un ruolo di primo piano in uno degli esperimenti in programma.

Entrambi gli esperimenti si svolgeranno tra il 6 e il 17 novembre 2017, e testeranno il grafene in condizioni di micro-gravità per valutare il suo potenziale nelle applicazioni spaziali, in particolare per la propulsione con la luce (vele solari) e per la gestione termica di satelliti.

L’esperimento ‘Solar sails’ (Vele solari) testerà il grafene come materiale per realizzare vele solari, un ambizioso metodo di propulsione delle navicelle spaziali che sfrutta la luce dal sole o dai laser a terra. Quando la luce è riflessa o assorbita da una superficie, esercita una forza che spinge la superficie lontano dalla sorgente luminosa: questa pressione di radiazione può essere sfruttata per spingere oggetti nello spazio senza utilizzare combustibili. Poichè la spinta della pressione di radiazione è molto bassa, per avere una propulsione efficace la “vela” deve avere una grande superficie e essere il più leggera possibile. Il grafene è molto leggero e al contempo resistente e potrebbe essere un buon candidato per le vele solari. Il team di ‘Solar sails’ studierà come il graphene possa funzionare come una vela solare in un esperimento che simula le condizioni di gravità e vuoto di spazio.

L’esperimento ‘Satellite Heat Pipes’ testerà il grafene a bordo di un volo parabolico che simula le condizioni di assenza di gravità per verificare il suo impiego nei dispositivi termici impiegati nei satelliti. La gestione termica è molto importante nei satelliti, poiché la mancanza di aria richiede soluzioni tecnologiche specifiche per disperdere il calore verso lo spazio profondo. La differenza di temperatura tra due lati di un satellite, quello rivolto verso il sole e quello al buio può arrivare fino a 200 gradi. Gli scambiatori di calore (Heat Pipes) trasferiscono il calore dalle parti calde a quelle fredde, e disperdono quello in eccesso verso lo spazio.

Frutto di una collaborazione tra l’italiana Leonardo Spa, leader mondiale nel settore aerospaziale, due istituti del CNR, l’Istituto per la Sintesi Organica e Fotoreattività (ISOF) e l’Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi di Bologna (IMM-Bo), l’Università libera di Bruxelles e l’Università di Cambridge, l’esperimento indagherà come i rivestimenti a base di grafene possono migliorare l’efficienza negli scambiatori di calore, noti come loop heat pipes, fondamentali sistemi di raffreddamento usati nei satelliti e negli strumenti aerospaziali.

Il team si riunirà a Bordeaux, in Francia, tra il 6 e il 17 novembre 2017 per testare gli scambiatori di calore contenti grafene in condizioni di microgravità in un volo parabolico, gestito dall’Agenzia spaziale europea (ESA) e da Novespace (Francia).

Il team di ricercatori dell’esperimento ‘Satellite Heat Pipes’ intende sfruttare le proprietà termiche e fisiche del grafene per migliorare l’efficienza degli scambiatori di calore.

Questi infatti raffreddano i dispositivi a bordo grazie all’evaporazione di un liquido che si trova all’interno di una struttura di materiale poroso, solitamente di metallo. Sostituendo il materiale metallico con un composito a base di grafene e metallo, i ricercatori mirano a migliorare il trasferimento di calore tra le unità elettroniche e il fluido che lo attraversa.

Cos’è la tecnica del volo parabolico usata per portare il valore della gravità vicino allo zero?

Il volo parabolico è il metodo utilizzato per portare il valore della gravità vicino allo zero senza andare in orbita: mentre l’aereo segue una traiettoria parabolica si può arrivare ad avere fino a 25 secondi di assenza di peso. Ogni volo, che avrà la durata di 3 ore, comporterà circa 30 archi parabolici. Oltre all’assenza di gravità, a bordo si sperimenta anche fino al doppio della forza gravitazionale terrestre quando l’aereo si prepara alla parabola successiva, come su un gigantesco ottovolante.

Alle successive domande ha risposto per noi Vincenzo Palermo

Vincenzo Palermo è il responsabile del Laboratorio di Nanochimica dell’istituto ISOF-CNR di Bologna e vice direttore del progetto europeo Graphene Flagship, la più grande iniziativa di ricerca europea sul grafene.

Perché è importante studiare il grafene a gravità zero?


Lo scopo del nostro esperimento è studiare il comportamento di un liquido, e la sua evaporazione, all’interno di un materiale poroso ricoperto di grafene. Questi esperimenti rientrano nel settore generale della micro-fluidica, cioé lo studio del comportamento dei liquidi.
In un laboratorio è possibile modificare molti parametri come temperatura, umidità, presenza di campi elettrici o magnetici; è però impossibile modificare la forza di gravità che agisce su questi fluidi; per questo, bisogna usare i voli parabolici in cui, per pochi secondi, la drammatica discesa di quota dell’aereo permette di diminuire o annullare la forza di gravità; l’effetto è simile alla di perdita di peso che sentiamo in un ascensore che scende velocemente.

Quali applicazioni potrebbe avere un materiale del genere nella ricerca spaziale?

Depositiamo il grafene all’interno di un blocco di metallo poroso. Questo materiale è il cuore di un dispositivo chiamato “heath loop pipe” un tipo molto particolare di radiatore, capace di dissipare calore grazie all’evaporazione e al ricircolo di un liquido.
Le heath loop pipes sono molto utili sui satelliti in orbita, per raffreddare ad esempio dispositivi elettronici, perché funzionano senza bisogno di pompe o di energia esterna.
Quando un satellite è nello spazio, l’assenza di aria rende difficile dissipare il calore nello spazio. Quando un lato del satellite è esposto al sole, la differenza di temperatura tra lato al sole e lato in ombra può superare i 200 gradi, danneggiando seriamente i componenti elettronici.

Quali sono le proprietà termiche del grafene in grado di migliorare il trasferimento di calore e l’efficienza dei dispositivi?

Il grafene è composto da atomi di carbonio legati assieme per formare un reticolo esagonale. Ogni atomo del reticolo è connesso ad altri tre da legami chimici molto robusti e stabili, e l’intera struttura trasmette molto bene le minuscole vibrazioni atomiche che noi percepiamo, su scala macroscopica, come calore. Grazie a questa sua struttura cristallina il grafene ha un’ottima conducibilità termica, sino a dieci volte meglio di quella, ad esempio, del rame. A differenza di altri materiali, i foglietti di grafene possono essere estratti dalla grafite, dispersi in una soluzione e depositati su qualsiasi substrato, come ad esempio il metallo poroso che noi testeremo durante i voli.

Gianluigi Marsibilio

SETTIMANA TRA SCIENZA & COSCIENZA, PRONTI AL LANCIO DEL DIARIO DI BORDO

Oggi vi diamo alcune anticipazioni sulla settimana di Tra Scienza & Coscienza, in particolare per quanto riguarda l’inizio di una nuova avventura.

Il ricercatore Federico Marinacci, originario di un piccolo paese vicino Perugia, trasferitosi dopo la maturità a Bologna per iniziare i suoi studi in astronomia, che attualmente lavora al MIT come post doctoral associates, inizierà il suo diario di bordo sullo stato della ricerca scientifica.

Marinacci ci parlerà non solo delle sue ricerche sull’evoluzione delle galassie, sui campi magnetici galattici e la dinamica dei gas, ma ci spiegherà in un appuntamento tra scienza, romanticismo e attualità, cosa significa per un giovane italiano fare ricerca all’estero. L’appuntamento sarà mensile e sarà sviluppato come un vero diario di bordo sulla ricerca scientifica e sulle sue implicazioni.

Questa settimana non solo questo su tra Scienza Coscienza, ci sarà infatti anche un articolo che spiegherà le funzionalità di  MasSpec pen e delle sue importanti applicazioni durante gli interventi chirurgici.

Nel frattempo godetevi questo video sulle funzionalità di questo incredibile strumento, a domani.

INQUINARE MENO ALLO STADIO: SFIDA POSSIBILE

Eventi sportivi pienamente sostenibili e che soddisfano ogni standard ”zero waste”.
L’operazione zero rifiuti applicata al mondo dello sport parte da uno studio condotto dall’Università del Missouri, pubblicato sulla rivista Sustainability.

Lo studio si è basato sulle partite di football americano dell’università ed ha mostrato come 47 tonnellate di rifiuti sono state generate a causa del pubblico presente allo stadio e praticamente la totalità, il 96%, è stato prodotto dagli alimentari rimasti invenduti nello stadio.

La “scena del delitto” è il Memorial Stadium: per avere un’analisi molto precisa è stata sviluppata una vera strategia di campionamento, infatti l’importanza di questo studio viene anche dalla possibilità di applicare un modello efficace contro l’inquinamento anche nei nostri eventi sportivi.

Christine Costello, del Dipartimento di bioingegneria dell’ Università del Missouri e autrice dello studio, ci ha spiegato: “Per la ricerca abbiamo individuato tutti i punti di raccolta dei rifiuti, successivamente siamo passati ad una selezione e categorizzazione di ogni campione di rifiuti raccolto”.

L’approccio descritto dallo studio dovrebbe comunque essere adattato ad ogni singola realtà analizzata,  infatti i dati sui flussi di rifiuti e sulla gestione provengono dalla discarica vicina allo stadio: per avere dunque un modello più generale occorre, in base alle singole situazioni, analizzare i singoli elementi.

Gli obiettivi dello studio sono stati principalmente quattro: sviluppare una strategia per comparare qualitativamente e quantitativamente i rifiuti generati durante le attività sportive, quantificare l’energia e i gas serra associati alla gestione dei rifiuti, individuare strategie di gestione che permettano al 90% dei rifiuti di essere smaltiti e infine individuare scenari che possano permettere il più grande numero di riduzione delle emissioni.

Le raccomandazioni venute fuori sono varie e comprendono ad esempio il donare il cibo invenduto ad enti di beneficenza locali o banche alimentari; sostituire i materiali che non sono riciclabili o compostabili; capire meglio quale cibo offrire ai punti ristoro; fornire più isole ecologiche e punti in cui è possibile buttare l’immondizia e fare raccolta differenziata in ogni settore dello stadio.

La scienziata ci ha detto: “C’è grande difficoltà nell’ottenere un aumento del riciclaggio e una riduzione dei rifiuti alimentari – ma sviluppare un’ arma pro riciclo e contenere lo spreco sarebbe fondamentale- queste due azioni ridurrebbero notevolmente l’utilizzo di energia e l’impatto ambientale degli eventi”.

Capire quanto cibo deve essere prodotto per questi eventi è una grande sfida per gli stessi operatori dello stadio.

“Attraverso delle interviste -ci ha spiegato la scienziata – abbiamo capito quanto sia importante gestire al meglio il cibo: logicamente per avere una buona esperienza di ospitalità l’esaurimento di risorse alimentari per gli spettatori non è un risultato desiderabile e per questo viene sempre preparata una gran quantità di alimenti”, finendo sempre per produrre quantità enormemente superiori alla domanda.

Tutta la catena alimentare deve essere anche sviluppata in ottica della partita stessa, infatti se la squadra sta perdendo i tifosi possono andare via anche molto prima dallo stadio, o se le condizioni atmosferiche non sono delle migliori le persone che si recheranno ad assistere alla partita saranno notevolmente inferiori.

 

Gli eventi sportivi spesso rappresentano delle sfide nelle sfide: fronteggiare l’inquinamento è anch’essa una partita da vincere a tutti i costi, un Superbowl dell’ambiente da portare a casa.

 

Gianluigi Marsibilio

A SPASSO TRA LE CELLULE CON DELLE NANO-CAPSULE, ECCO GLI SVILUPPI DELLA MEDICINA DI PRECISIONE

Piccole, microscopiche capsule fatte di DNA pronte a consegnare DNA all’interno delle cellule. L’obiettivo è quello di raggiungere direttamente le cellule, con estrema precisione spaziale e temporale, tramite delle infusioni di piccole molecole. A permettere lo sviluppo di  tutta la tecnologia è il rilascio del deidroepiandrosterone, che attiva la neurogenesi e consente la sopravvivenza dei neuroni.  La ricerca è stata pubblicata su Nature Nanotechnology da alcuni scienziati dell’Università di Chicago.

Yamuna Krishnan, una professoressa di chimica presso l’Università di Chicago e autrice dello studio, ci ha spiegato cosa significa davvero sviluppare una piattaforma molecolare del genere, in grado di interagire con le cellule: “Una tecnologia simile può essere applicata a una grande varietà di sistemi – ha poi aggiunto-  come nella realtà una piattaforma di una stazione ferroviaria può servire a una grande varietà di treni anche la nostra tecnologia ha una proprietà multiuso”.

Questa tecnologia nano capsulata può essere usata per fornire una grande varietà di molecole alle varie cellule.

Il tipo di comunicazione che il team di scienziati è andata ad indagare è quella effettuata dai neurosteroidi, perchè spesso le cellule comunicano a voce troppo bassa per permettere agli scienziati di avere un’idea precisa su quali scambi vengono effettuati all’interno del nostro corpo.

I ricercatori conoscono l’importanza di questi neurosteroidi nella salute neuronale ma capiscono anche quanto sia difficile studiarli, l’appoggio di tecnologie del genere è infatti estremamente importante.

Gli innesti molecolari, introdotti dei ricercatori, potranno essere attivati attraverso dei particolari effetti come la fotolisi. I ricercatori, una volta che le capsule entrano nelle cellule riescono ad “illuminare” il loro percorso, per scoprire i sistemi di comunicazione, che altrimenti rimarrebbero nascosti.

La scienziata ci ha detto: “Una volta che le nostre capsule sono dentro le cellule possiamo “illuminare” ciò che veramente ci interessa e dare il via al rilascio di piccole molecole direttamente dalle nostre nanocapsule”.

Per focalizzarci meglio sulla grandezza di questi strumenti, bisogna considerare che ogni nanocapsula è fatta in laboratorio ed ha una piccola struttura icosaedrica, la grandezza è di soli 20 nanometri, 1000 volte inferiore alla larghezza di un solo capello umano. (Come potete vedere dalla foto in copertina)

Per sfruttare al meglio la tecnologia, è fondamentale capire il giusto indirizzo  per inviare la capsula.

La scienziata ci ha detto quanto sia fiduciosa sul fatto che la tecnologia in questione potrà essere utilizzata per fornire farmaci o trattamenti ad alcune parti del corpo difficili da raggiungere.

Adesso è fondamentale usare le capsule per capire al meglio il nostro corpo e come funziona.

Il futuro della nanomedicina è nelle mani di scienziate come la Krishnan che stanno cambiando il modo di pensare al nostro corpo, migliorando la capacità e la possibile integrazione tra la tecnologia e le cellule.

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