Fascio di anti-idrogeno? FATTO!

Uno degli aspetti della fisica che suscita maggior interesse nei non addetti ai lavori e’ senza dubbio il concetto di antimateria. Molto probabilmente, il motivo di questo interesse e’ da ricercarsi nelle tante storie fantascientifiche che sono state ispirate dall’esistenza di un qualcosa molto simile alla materia, se non fosse per la carica delle particelle che la compongono, che era presente prima del Big Bang ma che ora sembra totalmente scomparsa. Inoltre, come tutti sanno, se materia e antimateria vengono messe vicine tra loro si ha il fenomeno dell’annichilazione, qualcosa di assolutamente esotico nella mente dei non addetti ai lavori e che ha offerto trame sensazionali per tanti film e serie TV.

Come detto tante volte, dobbiamo fare una distinzione precisa tra quelle che chiamiamo antiparticelle e quella che invece viene intesa come antimateria. Cosi’ come avviene per la materia ordinaria, composta di particelle che, in questo schema, possiamo pensare come elettroni, protoni e neutroni, l’antimateria e’ a sua volta composta da anti-particelle. Spesso si tende a confondere questi due concetti, facendo, come si suole dire, di tutta l’erba un fascio.

Produrre anti-particelle e’ semplice e siamo in grado di farlo gia’ da diversi anni. Per darvi un esempio, molti collisori utilizzati per la ricerca nella fisica delle alte energie fanno scontrare fasci di particelle con antiparticelle. In questo contesto, molto usati sono i positroni, cioe’ gli anti-elettroni, e gli anti-protoni.

Completamente diverso e’ invece il caso dell’antimateria.

Per formare anti-atomi e’ necessario assemblare insieme le anti-particelle per comporre qualcosa simile nella struttura alla materia, ma composto a partire da mattoncini di anti-particelle.

Di questi concetti abbiamo gia’ parlato in articoli precedenti che trovate a questi link:

– Troppa antimateria nello spazio

– Due parole sull’antimateria

– Antimateria sulla notra testa!

Come anticipato, prima del Big Bang, erano presenti in eguale quantita’ materia e anti-materia. Ad un certo punto pero’, l’anti-materia e’ scomparsa lasciando il posto solo alla materia che ha poi formato l’universo che vediamo oggi. Anche se questo meccanismo e’ in linea di principio ipotizzato dalla fisica, ci sono ancora punti da chiarire in quella che viene chiamata “asimmetria materia-antimateria”. Anche di questo abbiamo gia’ parlato in questi articoli:

– E parliamo di questo Big Bang

– Ancora sullo squilibrio tra materia e antimateria

Se, da un lato, produrre antiparticelle e’ semplice, metterle insieme per formare antiatomi non e’ assolutamente banale.

Nel 2011 al CERN di Ginevra era stato annunciato per la prima volta un risultato molto importante: atomi di anti-idrogeno erano stati formati e osservati per un tempo di circa 1000 secondi prima si scomparire. Questa osservazione aveva permesso di osservare alcune importanti proprieta’. Nel 2012, sempre al CERN, un altro esperimento era riuscito a misurare altre importanti proprieta’ di questi anti-atomi, facendo ben sperare per il futuro.

Ora, invece, sempre il CERN ha annunciato di essere riuscito per la prima volta a produrre addirittura un fascio di anti-idrogeni. L’annuncio ‘e stato dato sul sito del laboratorio svizzero:

– CERN, ASACUSA NEWS

e pubblicato sull’autorevole rivista Nature.

La scoperta e’ stata realizzata dalla collaborazione internazionale ASACUSA, di cui fanno parte anche alcuni ricercatori del nostro Istituto Nazionale di Fiscia Nucleare.

Cosa sarebbero questi anti-idrogeni?

Seguendo il ragionamento fatto, questi speciali atomi sono composti dagli analoghi di antimateria di protone e elettrone. Se l’idrogeno ha un nucleo composto da un protone con un elettrone che gira intorno, un anti-idrogeno e’ composto da un anti-protone, carico negativamente, e un positrone che gira intorno, carico positivamente. Come potete facilmente capire, in questo gioco di costruzione di atomi, siamo alla struttura piu’ semplice conosciuta ma, come vedremo tra poco, fondamentale per la comprensione dell’universo.

Come e’ stato fatto questo esperimento?

L’esperimento ASACUSA del CERN

Senza annoiarvi con tecnicismi, gli anti-idrogeni sono prodotti da un deceleratore di antiprotoni e poi allontanati dal punto di produzione ad una distanza sufficiente a non risentire dei campi magnetici. Questo accorgimento e’ fondamentale per stabilizzare gli anti-atomi che altrimenti si scomporrebbero scomparendo. Come vedete nella foto riportata, la camera da vuoto utilizzata e’ infatti un lungo tubo e gli anti-idrogeni sono stati osservati e immobilizzati ad una distanza di quasi 3 metri dal punto di produzione.

Perche’ e’ cosi’ importante l’anti-idrogeno?

La sua semplicita’ rispetto agli atomi piu’ pesanti, sia per materia che per anti-materia, ha fatto si che questi siano stati i primi atomi stabili creati nell’universo in espansione. Secondo la teoria, idrogeno e anti-idrogeno dovrebbero avere esattamente lo stesso spettro di emissione. Poter disporre in laboratorio di un fascio stabile di anti-atomi consentira’ di studiare a fondo le caratteristiche di questa struttura analizzando nei minimi dettagli ogni minima possibile discrepanza con l’idrogeno. Queste caratteristiche aiuterebbero notevolmente nella comprensione dell’asimmetria tra materia e anti-materia dando una notevola spinta in avanti nella comprensione della nascita del nostro universo e nella ricerca di ogni possibile accumulo di anti-materia.

Concludendo, questa importante notizia apre nuovi scenari nello studio della fisica di base, offrendo un’occasione fondamentale per comprende il nostro universo. Come spesso avviene, molti siti e giornali si sono lanciati in speculazioni parlando di pericoli o applicazioni fantascientifiche che lasciano un po’ il tempo che trovano. Sicuramente, il futuro in questa branca della ricerca ha ancora molto da offrire e non possiamo che essere entusiasti delle novita’ che ancora ci attendono.

 

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Il metodo Stamina

In questi giorni, molto si e’ tornato a parlare del cosiddetto “metodo Stamina”, sempre accompagnando la discussione con una sana dose di critiche e, purtroppo, come spesso accade, con la formazione di due partiti popolari: i favorevoli ed i contrari. Detto questo, su suggerimento di una nostra cara lettrice, vorrei parlarvi di questo metodo cercando pero’ di analizzare i punti fermi, cioe’ vorrei capire insieme a voi quali sono le basi su cui si fonda questo metodo, i risultati ottenuti e perche’ questo metodo viene tanto criticato.

Cominiciamo dalle basi. Cosa sarebbe il metodo Stamina? Come suggerisce il nome stesso, questa “terapia medica” si basa sull’utilizzo di cellule staminali per curare pazienti affetti da malattie neurodegenerative come, ad esempio, la Atrofia Muscolare Spinale, anche detta SMA1. Molte di queste malattie neurodegenerative affliggono bambini per cui capite bene la delicatezza e l’emotivita’ legata a queste terapie mediche.

Nel metodo stamina vengono estratte cellule staminali dal midollo osseo del paziente. Queste cellule sono anche dette mesenchimali. Una volta estratte, queste staminali vengono manipolate in vitro insieme ad acido retinoico ed etanolo e nel giro di 2 ore, le cellule vengono convertite in neuroni. A questo punto, i neuroni vengono utilizzati per curare il paziente e per arginare la degenerazione portata dalla malattia.

Bene, questo e’ in soldoni il metodo stamina. Prima di dire se funziona o non funziona, vorrei fare una considerazione: una qualsiasi terapia medica, deve necessariamente essere supportata da prove scientifiche. Spesso queste vengono raccolte e i risultati pubblicati in riviste specializzate in modo da poter essere fruibili e studiabili da tutti. Quali sono gli articoli a supporto del metodo stamina? Forse la cosa vi sorprendera’, ma non esiste nessun articolo che parla di questo metodo. Per essere precisi, l’unica prova a sostegno del metodo e’ la richiesta di brevetto fatta negli Stati Uniti. Che differenza c’e’, se c’e’ un brevetto, va bene anche questo. Vero, ma il brevetto e’ stato rifiutato. Sapete il perche’? Come evidenziato da un’inchiesta condotta dalla rivista Nature, la richiesta di brevetto conteneva delle foto di presunti neuroni ottenuti con questo metodo assolutamente false. Per dirla tutta, le foto allegate alla richiesta erano prese da una ricerca condotta in Ucraina per sperimentare un altro metodo, dunque assolutamente non relative al metodo stamina.

Come e’ possibile questo?

Prima abbiamo accennato alle cellule staminali prese dal midollo osseo del paziente. Anche se si parla sempre di staminali, queste cellule non sono tutte uguali tra loro. Nella cultura popolare, una cellula staminale e’ un’entita’ non specializzata che puo’ essere trasformata in una qualsiasi cellula del nostro corpo. Questo in realta’ e’ falso. Le cellule staminali vengono divise tra loro in base alla cosiddetta “potenza”. Questa caratteristica indica la potenzialita’ di una cellula staminale a trasformarsi o specializzarsi in altro. Le staminali mesenchimali possono, come dimostrato e riportato nella bibliografia medica, trasformarsi in cellule ossee, cartillaginose o adipose. E’ assolutamente non dimostrato e mai provato prima che queste cellule possano convertirsi in neuroni.

Come e’ possibile tutto questo? Purtroppo, come anticipato, quando si parla di questi metodi non dimostrati, molto facilmente si tende a dividersi tra pro e contro, senza pero’ informarsi di tutto quello che c’e’ intorno.

Come detto prima, ruolo importante in questi casi e’ giocato dall’emotivita’ dei soggetti coinvolti. Facciamo un esempio, in condizioni normali, se doveste pensare, speriamo mai di no, ad una situazione di malattia grave, a chi vi rivolgereste? Sicuramente, ragionando in maniera fredda e non coinvolta, pensereste di rivolgervi ai migliori esperti del campo. Come si determina l’esperto? In base alla fama, all’attivita’ svolta, ai ruoli ricoperti, agli articoli pubblicati, ecc. Vi rivolgereste mai ad un non medico? Penso proprio di no. Bene, senza voler apparire classista, ma solo per dovere di cronaca, Davide Vannoni, colui che per primo ha proposto questo metodo, e’ laureato in Lettere e Filosofia, non ha assolutamente nessuna laurea in medicina.

Vi fidereste di un non medico? Penso proprio di no, pero’ c’e’ sempre da considerare l’aspetto emotivo di queste situazioni. Vedere un proprio caro morire lentamente, giorno per giorno, e’ qualcosa di tremendo. In queste condizioni, qualsiasi speranza, anche la piu’ vana, anche la piu’ assurda, possono servire per riaccendere la speranza. Questa emotivita’ ci porta pero’ a fare qualche volta dei passi non ragionati.

Perche’ la scienza non accetta il metodo stamina? Sicuramente, la non accettazione non dipende assolutamente da chi propone un metodo. Se questo funziona, funziona e basta. Per poter affermare la correttezza e la validita’ di un metodo terapeutico e’ pero’ necesssario portare delle prove. Come detto, parliamo di cellule che, almeno alle conoscenze attuali, non possono convertire in neuroni.

Quali sono i risultati ottenuti?

Ad oggi, non ci sono evidenze della validita’ di questo metodo. Pazienti trattati con il metodo stamina non hanno avuto vantaggi e la mortalita’ e’ del tutto analoga a quella dei pazienti non trattati. Nel 2011 il metodo stamina e’ stato accettato come “cura compassionevole” all’ospedale di Brescia. Cosa significa? Non vi sono evidenze del suo funzionamento, ma se puo’ fungere da paliativo, allora somministriamo al paziente morente quello che preferisce. In particolare, in letteratura si riporta il caso di 5 bambini trattati con il metodo, di cui 3 sono morti. La spiegazione data da Vannoni in questo caso e’ che le cellule non sono state preparate in modo adeguato. La cosa che pero’ molti sostenitori dimenticano di dire e’ che le cellule vennero preparate su specifica indicazione e sotto la supervisione proprio di Vannoni.

Nei mesi scorsi, lo Stato Italiano ha dato il via ad una nuova sperimentazione del metodo stamina, prevedendo un contributo di ben 3 milioni di euro. La sperimentazione sarebbe dovuta partire il 1 luglio di quest’anno ma, ad oggi, ancora non si e’ potuti partire. Sapete il perche’? Su internet trovate scritto che questo ritardo e’ dovuto alla pressione dei medici per impedire che questo metodo porti risultati. Tutto falso. La sperimentazione non e’ ancora partita perche’ il ministero ha chiesto a Vannoni di consegnare il protocollo di sperimentazione con tutte le procedure che verranno seguite. Ad oggi, questo protocollo non e’ stato ancora consegnato. La spiegazione di Vannoni e’ che il protocollo non puo’ essere scritto perche’ il trattamento non puo’ essere standardizzato e le procedure devono essere valutate caso per caso.

Dal punto di vista medico questo e’ assurdo. Vannoni, in una recente intervista, parla della soggettivita’ della malattia e delle cellule, cosa del tutto inesatta. Per quanto riguarda la soggettivita’ del caso possiamo essere d’accordo, ma le cellule staminali sono le stesse per chiunque. Se esiste un metodo per convertire una cellula staminale in altro, questo e’ identico per tutti. Forse, con una laurea in medicina o con una maggiore informazione si eviterebbe di dire certe sciocchezze.

La stessa rivista Nature, nell’editoriale di cui abbiamo parlato, ha esplicitamente chiesto allo Stato Italiano di non far partire la sperimentazione. Secondo l’importante rivista, questa sperimentazione alimenterebbe false speranzde su un metodo non scientifico e a cui mancano le necessarie basi. Alla luce di quanto visto, non possiamo che condividere questa posizione.

UItima riflessione, perche’ tante persone affermano che il metodo funziona? Queste persone sono molto spesso familiari di malati che, come detto, vedono in questo metodo l’ultima speranza a cui attaccarsi. E’ possibile biasimare queste posizioni? Assolutamente no. Quello che andrebbe evitato e’ dare false speranze a persone in uno stato emotivo del tutto particolare. Purtroppo, parlare in questi termini e’ come pensare alle tante persone che si fanno truffare da stregoni e maghi televisivi. Chiunque, in uno stato sano, direbbe che e’ impossibile dare credito a falsi profeti televisivi eppure e’ pieno di casi di gente truffata per comprare amuleti, pozioni e altro. Purtroppo, uno stato psicologico particolare crea terreno fertile per chiunque.

Concludendo, come visto il metodo stamina e’ privo di qualsiasi fondamento scientifico. Ad oggi, manca una qualsiasi prova della validita’ del metodo cosi’ come mancano articoli su riviste mediche che confermano eventuali risultati. La domanda di brevetto presentata e’ stata rifiutata perche’ contenente dati falsificati. Quello che sta avvenendo oggi, ripercorre purtroppo quanto accaduto in passato sul metodo di Bella. Anche in questo caso, una sperimentazione serie e scientifica, mostro’ l’assoluta non validita’ del metodo. Speriamo almeno che si eviti di buttare soldi pubblici per sperimentazioni inutili invece di finanziare ricerche serie.

 

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