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Orologi atomici e precisione del tempo

25 Ago

Qualche giorno fa, le pagine scientifiche di molti giornali hanno ospitato una notizia che e’ passata un po’ in sordina ma che, a mio avviso, merita di essere commentata se non altro per le interessanti discussioni a corollario. La notizia in questione, che molto sicuramente avrete letto, parlava di una nuova serie di orologi atomici costruiti dai ricercatori del NIST, National Institute of Standards and Technology, e che sono in grado di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo.

Leggendo questa notizia, credo che le domande classiche che possono venire in mente siano: come funziona un orologio atomico? Come si definisce il secondo? Ma soprattutto, a cosa serve avere un orologio tanto preciso?

In realta’, rispondere a queste domande, non e’ cosa facile ma cercheremo di farlo sempre in modo divulgativo spiegando passo passo tutti i concetti richiamati.

Prima di tutto, cos’e’ il tempo? Come potete immaginare, in questo caso la risposta non e’ semplice, ma richiama tantissime discipline, non solo scientifiche, che da secoli si sono interrogate sulla migliore definizione di tempo. Tutti noi sappiamo che il tempo passa. Come ce ne accorgiamo? Proprio osservando il trascorrere del tempo, cioe’ degli avvenimenti che osserviamo intorno a noi. In tal senso, scientificamente, possiamo definire il tempo come quella dimensione nella quale si misura il trascorrere degli eventi. Questa definizione ci permette dunque di parlare di passato, presente e futuro, dividendo gli eventi in senso temporale. Ovviamente, non e’ l’unica definizione che potete dare di tempo e forse neanche la piu’ affascinante ma, sicuramente, e’ la piu’ pratica per l’utilizzo che se ne vuole fare nelle scienze.

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Detto questo, se parliamo di tempo come una dimensione, dobbiamo saper quantificare in qualche modo il suo scorrere. Detto in altri termini, abbiamo bisogno di un’unita’ di misura. Nel “Sistema Internazionale di unita’ di misura”, che e’ quello accettato in molti paesi e considerato la standard a cui riferirsi, l’unita’ di misura del tempo e’ il secondo.

Come viene definito un secondo?

Storicamente, la definizione di secondo e’ cambiata molte volte. Nella prima versione, il secondo era definito come 1/86400 del giorno solare medio. Questa definizione non e’ pero’ corretta a causa del lento e continuo, per noi impercettibile, allungamento delle giornate dovuto all’attrazione Terra-Luna e alle forze mareali, di cui abbiamo parlato in questo post:

Le forze di marea

Utilizzando pero’ questa definizione, non avremmo avuto a disposizione qualcosa di immutabile nel tempo. Per ovviare a questo problema, si decise dunque di riferire il secondo non piu’ in base alla rotazione della terra su se stessa, ma a quella intorno al Sole. Anche questo movimento pero’ e’ non uniforme, per cui fu necessario riferire il tutto ad un preciso anno. Per questo motivo, il secondo venne definito nel 1954 come: la frazione di 1/31 556 925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride. La durata della rotazione intorno al Sole era conosciuta da osservazioni molto precise. Qualche anno dopo, precisamente nel 1960, ci si rese conto che questa definizione presentava dei problemi. Se pensiamo il secondo come una frazione del giorno solare medio, chi ci assicura che il 1900 possa essere l’anno in cui il giorno aveva la durata media? Detto in altri termini, le definizioni date nei due casi possono differire tra loro di una quantita’ non facilmente quantificabile. Dovendo definire uno standard per la misura del tempo, conosciuto e replicabile da chiunque, abbiamo bisogno di un qualcosa che sia immutabile nel tempo e conosciuto con grande precisione.

Proprio queste considerazioni, portarono poi a prendere in esame le prorieta’ degli atomi. In particolare,  si penso’ di definire il secondo partendo dai tempi necessari alle transizioni atomiche che ovviamente, a parita’ di evento, sono sempre identiche tra loro. Proprio per questo motivo, il secondo venne definito come: la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. In questo modo si e’ ottenuta una definizione con tutte le proprieta’ che abbiamo visto.

A questo punto, la domanda e’: come misurare il tempo? Ovviamente, di sistemi di misurazione del tempo ne conosciamo moltissimi, sviluppati e modificati nel corso dei secoli e ognuno caratterizzato da una precisione piu’ o meno elevata. Cosa significa? Affinche’ un orologio sia preciso, e’ necessario che “non perda un colpo”, cioe’ che la durata del secondo misurata sia quanto piu’ vicina, al limite identica, a quella della definizione data. In caso contrario, ci ritroveremo un orologio che dopo un certo intervallo, giorni, mesi, anni, migliaia di anni, si trova avanti o indietro di un secondo rispetto allo standard. Ovviamente, piu’ e’ lungo il periodo in cui questo avviene, maggiore e’ la precisione dell’orologio.

Come tutti sanno, gli orologi piu’ precisi sono quelli atomici. Cosi’ come nella definizione di secondo, per la misura del tempo si utilizzano fenomeni microscopici ottenuti mediante “fontane di atomi”, eccitazioni laser, o semplici transizione tra livelli energetici. Al contrario, negli orologi al quarzo si utilizza la vibrazione, indotta elettricamente, degli atomi di quarzo per misurare il tempo. La bibliografia su questo argomento e’ molto vasta. Potete trovare orologi atomici costruiti nel corso degli anni sfruttando proprieta’ diverse e con precisioni sempre piu’ spinte. Negli ultimi anni. si e’ passati alla realizzazione di orologi atomici integrando anche fasci laser e raffreddando gli atomi a temperature sempre piu’ vicine allo zero assoluto.

Nel caso della notizia da cui siamo partiti, l’orologio atomico costruito sfrutta la transizione di atomi di itterbio raffreddati fino a 10 milionesimi di grado sopra lo zero assoluto indotta mediante fasci laser ad altissima concentrazione. Questo ha permesso di migliorare di ben 10 volte la precisione dell’orologio rispetto a quelli precedentemente costruiti.

A questo punto, non resta che rispondere all’ultima domanda che ci eravamo posti all’inizio: a cosa serve avere orologi cosi’ precisi? Molto spesso, leggndo in rete, sembrerebbe quasi che la costruzione dell’orologio piu’ preciso sia una sorta di gara tra laboratori di ricerca che si contendono, a suon di apparecchi che costano milioni, la palma della miglior precisione. In realta’ questo non e’ vero. Avere una misura sempre piu’ precisa di tempo, consente di ottenere risultati sempre piu’ affidabili in ambito diverso.

Per prima cosa, una misura precisa di tempo consente di poter sperimentare importanti caratteristiche della relativita’. Pensate, ad esempio, alla misura della distanza tra Terra e Luna. In questo caso, come visto in questo articolo:

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

si spara un laser da Terra e si misura il tempo che questo impiega a tornare indietro. Maggiore e’ la precisione sulla misura del tempo impiegato, piu’ accurata sara’ la nostra distanza ottenuta. Molto spesso infatti, si suole misurare le distanze utilizzando tempi. Pensiamo, ad esempio, all’anno luce. Come viene definito? Come la distanza percorsa dalla luce in un anno. Tempi e distanze sono sempre correlati tra loro, condizione per cui una piu’ accurata misura di tempi  consente di ridurre l’incertezza in misure di distanza.

Anche quando abbiamo parlato del sistema GPS:

Il sistema di posizionamento Galileo

Abbiamo visto come il posizionamento viene fatto misurando le differenze temporali tra i satelliti della galassia GPS. Anche in questo caso, la sincronizzazione e’ fondamentale per avere precisioni maggiori nel posizionamento. Non pensate solo al navigatore che ormai quasi tutti abbiamo in macchina. Questi sistemi hanno notevole importanza in ambito civile, marittimo, militare. Tutti settori di fondamentale importanza per la nostra societa’.

Concludendo, abbiamo visto come viene definito oggi il secondo e quante modifiche sono state fatte nel corso degli anni cercando di avere una definizione che fosse immutabile nel tempo e riproducibile per tutti. Oggi, abbiamo a disposizione molti sistemi per la misura del tempo ma i piu’ precisi sono senza dubbio gli orologi atomici. Come visto, ottenere precisioni sempre piu’ spinte nella misura del tempo e’ di fondamentale importanza per tantissimi settori, molti dei quali anche strategici nella nostra soscieta’. Ad oggi, il miglior orologio atomico realizzato permette di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo, cioe’ circa 14 miliardi di anni.

 

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Il metodo Stamina

14 Lug

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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Ancora non avete prenotato?

13 Dic

Mancano ormai solo pochi giorni al 21/12, dunque alla tanto attesa e profetizzata fine del mondo. La domanda piu’ ricorrente in rete e’ quindi “come salvarsi?”.

Di questo aspetto, abbiamo parlato in diversi post. Come ormai sappiamo bene, ci sono luoghi che storicamente o per motivi commerciali sono considerati immuni dalla fine del mondo:

Aspettare il 21 Dicembre sui Pirenei

Bugarach completo? Andiamo a Torino!

In alternativa, c’e’ chi organizza viaggi nelle terre dei Maya per osservare da vicino la fine del mondo e i tanto attesi eventi catastrofici che ci saranno:

– Dove trascorrere il 21 Dicembre

Ora, se ancora non avete deciso dove trascorrere il 21/12, se non siete risuciti a prenotare nessun posto di salvezza o se siete rimasti delusi dalla chiusura del picco di Bugarach per i giorni a cavallo dell’apocalisse:

Aggiornamento su Bugarach

avete una soluzione di riserva.

Da quanto si legge in rete, un altro posto immune alla fine del mondo, sarebbe Cisternino in Italia. Questo piccolo paese nella valle d’Itria compreso tra le provicie di Brindisi e Taranto rimarrebbe indisturbato mentre il resto della Terra viene distrutto da “non precisati” eventi catastrofici. Per dirla tutta, l’intera zona vicino a Cisternino, che comprende Ceglie, Ostuni e Martina Franca sarebbe tutta un’isola felice. Quest’ultimo particolare e’ in realta’ molto importante come vedremo dopo.

Ora, al solito, la domanda che sorge spontanea e’: perche’ Cisternino si salverebbe?

Il maestro indiano Baba

Il maestro indiano Baba

La spiegazione e’ molto meno elegante di quella di Bugarach o di Torino legata al Santo Graal. In questo piccolo paese pugliese, si e’ stabilito da tempo il maestro indiano Babaji insieme alla sua comunita’ di seguaci. Bene, secondo l’interpretazione delle scritture Maya, fatta proprio da Babaji, i ritrovamenti messicani indicherebbe solo Cisternino come luogo di salvezza.

Chi e’ Babaji?

In realta’, Babaji e’ il nome del maestro indiano del Kryia Yoga. Il nome del gran maestro di Cisternino, secondo alcuni reincarnazione di Babaji, e’ invece Baba. Quest’ultimo si e’ insediato a Cisterino nel 1979 insieme ad una piccola comunita’. Il gruppo di seguaci si e’ poi notevolmente allargato nel corso degli anni contando intere famiglie trasferite in Puglia per seguire la dottrina del maestro indiano.

A Cisternino, i seguaci di Babaji hanno anche costruito un ashram, cioe’ un tempio indiano inserito tra i trulli della zona.

L'ashram dei seguaci di Babaji. Fonte: Repubblica.it

L’ashram dei seguaci di Babaji. Fonte: Repubblica.it

Ovviamente non manca un sito internet della comunita’, in cui, se siete curiosi, potete raccogliere informazioni aggiuntive:

Sito Baba Cisternino

A questo punto, facciamo qualche considerazione su questa notizia.

Abbiamo una comunita’ indiana in Puglia. Questo maestro indiano sostiene di aver interpretato autonomamente, non si sa con quale preparazione, le scritture Maya e di aver capito che, caso strano, il suo paese dove risiede e dove c’e’ la sua comunita’ di salvera’ dalla fine del mondo.

Diciamo che la cosa e’ abbastanza sospetta e sembra proprio un’operazione di marketing per far parlare di se e della sua comunita’.

Prima avevamo detto di tenere a mente che non solo Cisternino, ma in realta’ l’intera valle, si salvera’ dalla fine del mondo. Perche’?

Tra i seguaci di Babaji troviamo anche due nostre vecchie conoscenze, Fiorella Capuano e suo marito Gregory Snegoff. Abbiamo parlato di loro in questo post:

La salvezza e’ vicina … precisamente a Ceglie in Italia!

Come potete leggere, i due hanno fondato a Ceglie il loro “giardino di pace”, luogo di salvezza e di ritrovo dove la nuova civilta’ potra’ crescere dopo l’azzeramento del 21/12.

Attenzione. Baba ha la sua comunita’ che risiede a Cisternino. Caso strano, il paese dove soggiorna si salvera’ dalla fine del mondo. Tra i seguaci ci sono due coniugi che hanno fondato un luogo di salvezza, ovviamente a pagamento, che si trova in un paesello, anche questo salvo dalla fine del mondo, per voce del loro maestro spirituale.

A pensar male si commette peccato?

Anche in questo caso, il tutto mi sembra solo un’abile operazione di marketing creata appositamente per avere pubblicita’ gratuita in tutto il mondo e per proprio tornaconto personale.

Come se non bastasse, anche il sindaco di Cisternino sta per cavalcare la cosa. Poiche’ in questi giorni si stanno registrando tantissime richieste di prenotazione per il paese e per le zone circostanti, il primo cittadino, Donato Baccaro, ha pensato bene di sfruttare la situazione. Questo e’ un pezzo dell’intervista rilasciata dal primo cittadino di Cisternino a Repubblica:

“Mi fa piacere che si parli di noi in tutto il mondo come luogo di salvezza, in chiave positiva -afferma il primo cittadino – a quanto pare ci sarà un afflusso di turisti notevole, vedremo di organizzare qualcosa di caratteristico, oltre al tradizionale mercatino di Natale”

Concludendo, siamo al solito di fronte ad uno sfruttamento del catastrofismo e soprattutto della paura delle persone. Come detto e ripetuto piu’ volte, ci sono molte persone impaurite e spaventate da questo 21/12. Sfruttare a proprio piacimento questa situazione, cercando di amplificare il terrore, e’ quanto di piu’ immorale si possa fare.

Per un’analisi scientifica di tutte le profezie sul 2012, ma soprattutto per imparare come difendersi dagli approfittatori e per distinguere il vero dal falso su internet, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.