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Fusione Nucleare tra 10 anni?

20 Ott

Diverse volte su queste pagine ci siamo fermati a discutere il cosiddetto scenario energetico per i prossimi anni. Come è noto a tutti, con una società sempre più energivora e la popolazione in continua crescita, tra non molto avremo un sostanziale problema di disponibilità energetica. Tutto questo è poi aggravato da quella che per molto tempo abbiamo fatto finta di ignorare, cioè la questione ambientale. Sfruttare in modo non controllato le nostre risorse ci porta ad esaurire e compromettere l’equilibrio dell’ecosistema Terra, equilibrio ormai assolutamente poco stabile a causa del contributo determinante proprio dell’attività umana.

Parlando in generale di scenario energetico, ed in particolare dei due orizzonti temporali più citati, cioè 2020 e 2050, in questo post avevo riportato un’intervista che mi era stata fatta al termine di un convegno su queste tematiche in cui avevo partecipato proprio esponendo la situazione nucleare:

Scenario energetico 2050

Per quanto riguarda la fissione, anche se nella concezione comune, soprattutto oggi, queste centrali sono viste come sinonimo di incidenti, c’è da sempre una notevole attività di ricerca proprio per migliorare le prestazioni e incrementare la sicurezza dei reattori.

Fissione a parte, la vera chimera del sostentamento energetico è da sempre la reazione di fusione per produzione energetica.

A parte le notevoli discussioni fatte per discutere i processi LENR a bassa energia:

E-cat meraviglia o grande bufala?

Ancora sulla fusione fredda

Abbiamo visto in alcuni articoli:

Sole: quanta confusione!

La stella in laboratorio

Studiare le stelle da casa!

Fusione, ci siamo quasi?

quanto possa essere difficile realizzare questi reattori che produrrebbero energia senza rilasciare praticamente scorie dirette. Come visto, anche se questo è il processo che utilizzano le stelle per produrre energia, applicare questi concetti in modo controllato sulla Terra non è semplice per problematiche tecnologiche ancora oggi assolutamente aperte. Come sappiamo, la scelta del sistema di contenimento del plasma è uno dei problemi aperti della questione. Diversi gruppi sono da decenni impegnati nella ricerca della miglior soluzione, applicabile e che consenta di raggiungere un bilancio positivo del sistema, cioè produrre più energia di quella che viene richiesta dal reattore per funzionare.

Perchè torno a parlare di questi argomenti? Vi mostro prima di tutto il link dove è possibile leggere un annuncio che sta facendo discutere moltissimo in queste ore:

Lockheed, Fusione

Si tratta di una “news” scritta sul sito internet della Lockheed Martin, società che tutti conoscono se non altro per i suoi sistemi aeronautici. L’annuncio è molto semplice, la Lockheed sostiene di poter arrivare nel giro di 10 anni alla realizzazione commerciale di reattori a fusione portatili, cioè con dimensioni notevolmente inferiori a quelle dei reattori oggi in fase di studio. Questi sistemi potrebbero addirittura essere montati su un camion ed essere trasportati producendo energia in modo mobile. Come viene spiegato, il rendimento di un reattore a fusione sarebbe fino a 5-6 volte maggiore di quelli oggi utilizzati e che sfruttano la fissione.

E’ possibile questo?

Cerchiamo di ragionare insieme. Premetto che moltissimi giornali e siti internet, ecco un esempio:

Repubblica, Lockheed

hanno pubblicato questa notizia con toni enfatici e annunciando alla rivoluzione energetica. Se così fosse, nei nostri articoli precedenti avremmo sbagliato tutto, così come nell’intervista in cui parlavo di fusione che non sarebbe arrivata, se non in fase di sperimentazione (forse) per il 2050. Ora, la Lockheed parla di “realizzazione” nel giro di 10 anni.

Chi sta sbagliando?

Come nostra abitudine, vi dico subito che non voglio essere scettico per partito preso, ma voglio che i miei ragionamenti siano chiari, o almeno pubblici, per tutti. Tra notevoli difficoltà e con costi altissimi, stiamo cercando di realizzare la macchina ITER. Questo reattore sperimentale darebbe la possibilità di fare studi fondamentali per il confinamento del plasma di fusione. Si tratta, come anticipato, di un reattore per ricerca cioè, detto in parole veramente povere, “dobbiamo provarci e vedere cosa succede”. Immaginate la lunga trafila che si prospetta, si realizza un reattore di ricerca, si fa ricerca, se le cose vanno bene si pensa al futuro, cioè ad un qualcosa che dovrebbe, come prototipo, produrre energia per scopi commerciali. Tempi lunghissimi e investimenti, sia in termini economici che di ricerca, lunghissimi.

La Lockheed nel giro di 10 anni dovrebbe avere un reattore da montare su un camion? Quale è stato fino ad oggi il ruolo di questa società nel campo della fusione? Non esiste uno, e dico uno, articolo scientifico pubblicato dalla Lockheed sulla fusione nucleare. Nella pagina che vi ho linkato all’inizio si parla di test tra un anno e produzione entro 10 anni. Ma di cosa? Come vedete, non c’è uno straccio di affermazione scientifica su cui discutere. Stiamo parlando di un qualcosa che nessuno conosce? Di un confinamento particolare? Di altro? Eppure, parliamo di una società grande e da sempre impegnata, anche se in settori completamente diversi, in ambito ricerca. Questo per dire due cose: fino ad oggi la Lockheed non ha mai parlato di fusione e, almeno sulla carta, conosce molto bene come la ricerca avviene e quali passi deve fare.

Cosa penso di questa storia?

Non voglio mettere un punto alla questione ma, al momento, sono fortemente scettico. Se vi fosse una scoperta fondamentale della scienza, ci sarebbero articoli pubblicati. Se l’applicazione sfruttasse processi classici, cioè già testati, ma in modo diverso, ci sarebbero riferimenti scientifici nell’annuncio. Niente di questo è presente. Un comunicato del genere è pesante perchè, qualora confermato, rimescolerebbe tutte le carte del settore energetico e sarebbe un qualcosa di veramente sensazionale per il nostro futuro energetico.

Personalmente, non capisco i toni di molti giornali, alcuni anche scientifici, che hanno accolto questa notizia come una bomba mediatica senza chiedersi come questa rivoluzione dovrebbe avvenire. Ad oggi, ma sarà un mio limite, io non capisco come questi signori vorrebbero fare la fusione. Alla luce di questo, ripeto “oggi”, sono fortemente scettico sull’annuncio ma, come sempre, resto in attesa di sviluppi pe capire meglio.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Chi e’ Eugene Goostman?

10 Giu

Oggi, moltissimi giornali hanno riportato una notizia molto interessante anche se, come spesso accade, alcuni giornalisti si sono limitati a fare copia/incolla o, peggio ancora, non documentandosi bene prima di scrivere, hanno arricchito i loro articoli di cosa alquanto fantasiose.

Visto che sicuramente avrete letto la notizia a cui mi riferisco, mi limito ad un breve riassunto: il 7 giugno, in occasione del 60esimo anniversario della morte di Alan Turing, un software e’ riuscito a superare il cosiddetto Test di Turing.

In cosa consiste questo test?

Immaginiamo di avere 3 persone: A, B e C. A e B, non necessariamente in ordine giusto, sono un uomo e una donna. C, che si trova in un’altra stanza, deve indovinare mediante una serie di domande dattiloscritte, chi e’ l’uomo e chi la donna. Su questa base, Turing sviluppo’ il suo test per verificare la bonta’ di un’intelligenza artificiale. Se uno dei due tra A e B e’ una macchina, cioe’ un software, C deve indovinare chi e’ l’umano e chi il programma informatico.

Cosa significa tutto questo?

Molto semplice, se il software riesce a farsi passare per un umano, cioe’ e’ in grado di ragionare come una persona in carne e ossa, allora siamo di fronte ad una vera e propria intelligenza artificiale in grado di cammufarsi tra gli umani.

Leggendo queste righe, sicuramente vi saranno venuti in mente moltissimi scenari, o film, di fantascienza in cui le macchine si confondono tra gli esseri umani e sono in grado di ragionare e provare emozioni. Lo scopo del test di Turing e’ proprio quello di verificare quanto una macchina sia in grado di ragionare, dunque elaborare pensieri complessi e non solo rispondere ad una serie di istruzioni gia’ scritte.

Del genio di Alan Turing abbiamo gia’ parlato in un articolo specifico:

Un perdono atteso 70 anni

In particolare, in questo articolo abbiamo parlato di Turing in relazione al suo lavoro durante la seconda guerra mondiale e il suo ruolo di primo piano nella decriptazione dei messaggi della macchina Enigma. Turing fu un vero e proprio genio dei suoi tempi e uno dei padri della moderna informatica. Come visto nell’articolo precedente pero’, la sua omosessualita’, contestualizzata al momento storico in cui visse, gli costo’ molto cara e questo “reato” lo spinse al suicidio esattamente il 7 Giugno 1954.

Proprio nell’ambito dei suoi studi sull’intelligenza artificiale, Turing formulo’ il test di cui abbiamo parlato, prendendo spunto dal “Discorso sul metodo” di Cartesio. Nel corso degli anni, diversi software hanno provato a superare il test sempre fallendo.

Come funziona il test?

Da quanto detto in precedenza, un giudice deve riconoscere, mediante un numero limitato di domande o comunque in un tempo prefissato, un programma informatico da una persona in carne e ossa. Ovviamente, non abbiamo un singolo giudice ma una vera e propria giuria. Nel regolamente ufficiale, ogni giudice ha a disposizione 5 minuti di domande e il test si ritiene superato se almeno il 30% dei giudici confonde il software per un umano.

Dunque? E’ stato superato o no questo test?

Dal regolamento riportato, il test e’ stato effettivamemte superato dal momento che, nella prova del 7 giugno di quest’anno, il 33% dei giudici, cioe’ un terzo della giuria, ha scambiato la macchina per un essere umano.

Che tipo di software e’ stato utilizzato?

Come sicuramente avrete letto, il software si chiama Eugene Goostman, che poi e’ il nome completo di un ragazzo ucraino di 13 anni, che e’ il personaggio simulato dal programma. Questo portentoso software e’ stato sviluppato da tre programmatori e’ gia’ nel 2006 era andato molto vicino a superare il test con il 29% dei giudici ingannati.

computer supera il test di Turing

Per chi avesse dubbi sulla regolarita’ della prova, il test e’ stato condotto adirittura alla Royal Society di Londra nel corso, appunto, delle celebrazioni per i 60 anni della morte di Turing.

Cosa dire su questo risultato?

Sicuramente si tratta di un passo molto importante per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale ma cerchiamo di non scadere anche nei nel sensazinalismo. Per prima cosa, il software, come richiesto dal test, ha superato la soglia del 30%, ma siamo ben lontani dall’aver ingannato tutti i giudici. Alcuni scettici puntano il dito sul fatto che il personaggio simulato fosse un ragazzino di soli 13 anni e non madrelingua inglese. Questo particolare potrebbe aver tratto in inganno alcuni giudici che potrebbero aver pensato ad informazioni non note per la giovane eta’ o a problemi di comprensione dovuti alla diversita’ linguistica.

A parte questo, il test e’ stato comunque superato. Sicuramente, la pubblicita’, assolutamente giusta dal mio punto di vista visto il risultato storico, contribuira’ a far crescere gli investimenti nella ricerca per l’intelligenza artificiale che, test a parte, potrebbe trovare applicazione in moltissimi settori. Per darvi un’idea, la stessa Google ha da poco investito ingenti capitali in questo settore, circa 400 milioni di dollari, per acquisire societa’ piu’ piccole ed incentivare lo sviluppo di software sempre piu’ pensanti. Per chi volesse provare un sistema di questo tipo, anche se molto meno raffinato di Eugene Goostman, ci sono due possibilita’: i sistemi di assistenza vocale dei moderni cellulari (Siri per fare un esempio) o programmi online apprendenti:

Tobby chat bot

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Un futuro … robotico

13 Mar

Nell’immaginario collettivo dettato dai film e racconti di fantascienza, il nostro futuro dovrebbe essere popolato da robot umanoidi dotati di intelligenza propria ed in grado di comunicare, interagire e, perche’ no, contrapporsi agli stessi esseri umani che li hanno creati. Da decenni questi scenari futuristici vengono richiamati e su tematiche del genere si sono inventate tantissime storie e racconti. Il nostro livello tecnologico, per quanto, punto di vista personale, debba sempre essere migliorato ed e’ sempre un passo indietro a quello che vorremmo fare, non e’ assolutamente scarso eppure questi tanto citati scenari non si sono ancora visti.

Nonostante questo, e anche se molti lo ignorano, la tecnologia robotica ha fatto enormi passi avanti negli ultimi anni e molte operazioni, sia di routine che di elevata complessita’, sono gia’ eseguite dagli uomini coadiuvati da sistemi elettromeccanici. Spesso, questa simbiosi tecnologica e’ necessaria e utile per migliorare la precisione di determinate operazioni, altre volte invece e’ una vera e propria necessita’ fondamentale per supplire all’impossibilita’ di un intervento diretto dell’uomo.

Proprio da questo ultimo scenario vorrei partire per commentare una notizia apparsa sui giornali qualche giorno fa. Provate ad immaginare uno scenario di questo tipo: siamo su un’astronave lontana migliaia di kilometri da Terra. Un membro del nostro equipaggio ha un problema di salute importante che impone un intervento chirurgico di urgenza. Per quanto gli altri membri dell’equipaggio possono essere addestrati a situazioni di questo tipo, non e’ assolutamente possibile immaginare che tutti siano in grado di fare tutto in modo eccellente. Cosa fare per salvare la vita dell’uomo? In casi come questo, potrebbe intervenire un robot in grado di compiere operazioni chirurgiche anche delicate perche’ programmato ed istruito per farle oppure perche’ telecontrollato da un esperto sulla Terra o su un’altra navicella nello spazio.

Pensate sia fantascienza?

Proviamo a sostituire qualche soggetto della nostra storia. La navicella lontana dalla Terra e’ la Stazione Spaziale Internazionale, i membri dell’equipaggio sono gli astronauti provenienti da diversi paesi e che devono restare in orbita anche per periodi relativamente lunghi. Come vengono gestiti casi come quello raccontato sulla ISS? Per il momento, non c’e’ stato mai bisogno di operare d’urgenza un membro della stazione spaziale ma, come potete capire, e’ necessario predisporre piani di emergenza anche per far fronte a problemi come questo. Dal punto di vista medico, gli astronauti della stazione hanno in dotazione strumentazione di monitoraggio e controllo che possono usare autonomamente o aiutandosi in coppie.

Sicuramente un robot appositamente creato per questi scopi potrebbe coadiuvare gli astronauti sia nelle operazioni di routine che in casi di emergenza.

Questo e’ il pensiero che i tecnici NASA hanno avuto quando, qualche anno fa, hanno mandato sulla Stazione Spaziale il Robonaut 2, un robot umanoide che ancora oggi e’ in orbita intorno alla Terra. Inizialmente, il robot e’ stato inviato per aiutare gli astronauti nelle operazioni piu’ difficili ma anche per sostituirli in quelle piu’ banali e ripetitive che sottraggono inutilmente tempo al lavoro del team.

Il Robonaut 2 all'interno della Stazione Spaziale Internazionale

Il Robonaut 2 all’interno della Stazione Spaziale Internazionale

La storia del progetto inizia gia’ dal 1997 quando venne sviluppato un primo prototipo di Robonaut. Questo sistema era pensato per aiutare gli astronauti o sostituirli durante le attivita’ extraveicolari piu’ pericolose. Inoltre, poteva essere montato su un piccolo carro a 6 ruote trasformandolo in un piccolo rover intelligente per l’esplorazione in superficie della Luna o di altri corpi celesti.

Il progetto, come potete immaginare, risulto’ valido e dal 2006 e’ iniziata una stretta collaborazione tra la NASA e la General Motors per la costruzione di un sistema piu’ affidabile e da testare in orbita, appunto il Robonaut 2. Una volta arrivato sulla stazione, il robot venne lasciato imballato per diversi mesi a causa dell’elevato carico di lavoro degli astronauti, fino a quando venne messo in funzione quando nella stazione era presente anche il nostro Paolo Nespoli.

Ecco un video delle prime fasi di collaudo del Robonaut-2:

Come detto, il Robonaut 2 e’ un robot umanoide dotato di due braccia a 5 dita per un peso complessivo di 150Kg, escluse le gambe non previste in questa versione. Il costo di produzione e’ stato di circa 2.5 milioni di dollari per produrre un vero e proprio gioiello di elettronica. Il robot e’ dotato di 350 sensori, una telecamera 3D ad alta definizione, il tutto comandato da 38 processori Power PC. Il complesso sistema di snodi consente di avere 42 gradi di movimento indipendenti.

Addestramento del Robonaut 2 con un manichino

Addestramento del Robonaut 2 con un manichino

La notizia di questi giorni e’ relativa allo speciale addestramento che il Robonaut 2 sta seguendo per diventare un vero e proprio medico di bordo pronto a far fronte, autonomamente o su controllo da Terra, ad ogni intervento medico richiesto, da quelli di routine a, eventualmente, vere e proprie operazioni. Questo addestramento e’ seguito passo passo sia da medici che da tecnici NASA esperti di telecontrollo, dal momento che tutto verra’ poi seguito da Terra verso la Stazione Spaziale. Stando a quanto riportato anche dalla NASA, il Robonaut sarebbe gia’ in grado di eseguire piccoli interventi di routine e di fare prelievi e punture ad esseri umani. Ovviamente, per il momento la sperimentazione e’ fatta su manichini anche se il robot ha mostrato una straordinaria capacita’ di apprendimento e, ovviamente, una precisione e ripetivita’, difficilmente raggiungibili da una mano umana.

Come vedete, forse gli scenari fantascientifici da cui siamo partiti non sono poi cosi’ lontani. In questo caso, l’utilizzo di tecnologia robotica e’ necessario proprio per supplire all’impossibilita’ di intervento diretto da parte dell’uomo e sicuramente potrebbe essere in grado in un futuro molto prossimo di far fronte a situazioni altrimenti non gestibili.

Prima di chiudere vorrei pero’ aprire un ulteriore parentesi robotica. Se pensate che l’utilizzo di un sistema elettromeccanico in medicina sia una novita’ assoluta o se credete che sistemi di questo tipo siano appannaggio soltanto della Stazione Spaziale o di centri di ricerca futuristici, state sbagliando di grosso.

Vi mostro una foto di un altro robot, assolutamente non umanoide, ma con funzioni molto interessanti:

Il sistema robotico Da Vinci

Il sistema robotico Da Vinci

Questo e’ il Robot Da Vinci, proprio in onore del nostro Leonardo, utilizzato in moltissime sale operatorie di tutto il mondo.

Da Vinci e’ prodotto dalla ditta americana Intuitive Surgical e gia’ nel 2000 e’ stato approvato per l’uso in sala operatoria dalla Food and Drugs Administration. Questo sistema e’ dotato di diversi bracci elettromeccanici che consentono una liberta’ di movimento molto maggiore, e assai piu’ precisa, di quella di un polso umano. Il sistema e’ teleguidato da un medico lontano dalla sala operatoria al cui interno ci sono solo infermieri che di volta in volta posizionano lo strumento giusto nelle pinze del robot. Stando a quanto dichiarato, questo robot consente ovviamente di avere una affidabilita’ di ripetizione e precisione molto maggiore di quelle di un normale medico riuscendo ad operare limitando fino ad 1/3 il normale sangiunamento degli interventi piu’ complicati.

Dal sito della Intuitive Surgical si legge che ad oggi sono stati venduti piu’ di 700 di questi robot e pensate che in Italia quasi 70 sale operatorie sono attrezzate con questo sistema. Il numero di operazioni effettuate con questo robot e’ dell’ordine delle decine di migliaia.

E’ tutto oro quello che luccica?

Per completezza, e come siamo abituati a procedere, vi mostro anche il rovescio della medaglia. Rimanendo nel caso Da Vinci, anche in Italia, si sono formati tra i medici due schieramenti: quelli favorevoli al suo uso e quelli fortemente contrari. Perche’ questo? Se parliamo dei vantaggi del sistema, sicuramente una mano robotica consente di effetturare operazioni di routine con una precisione assoluta, d’altro canto pero’, ci sono molti medici che mettono in discussione il rapporto investimento/beneficio di un sistema del genere. Come potete facilmente immaginare, l’investimento richiesto per l’acquisto del robot e’ molto elevato con grossi guadagni dell’azienda e, soprattutto, delle banche che offrono finanziamenti agli ospedali. Inizialmente, il Da Vinci e’ stato sviluppato per le operazioni piu’ complesse o in cui il medico non riuscirebbe a lavorare facilmente. Si tratta ovviamente di operazioni in laparoscopia che tradizionalmente potrebbero essere eseguite con un investimento molto inferiore. Inoltre, visto lo sforzo economico per l’acquisto, molti degli ospedali che dispongono del robot tendono ad utilizzarlo anche per gli interventi piu’ facili al fine di sfruttare a pieno l’investimento fatto. Altro aspetto non da poco, il Da Vinci e’, ovviamente, coperto da decine di brevetti che creano un monopolio per la ditta costruttrice. Questo non fa altro che bloccare eventuali piccole startup che potrebbero migliorare notevolmente un sistema che, come detto, risale al 2000. Come discusso all’inizio dell’articolo, anno per anno la tecnologia cresce notevolmente ed un apparato del genere, per quanto complesso, potrebbe sempre essere migliorato con l’aggiunta di nuovi sistemi. Come vedete, al solito, le discussioni sono piu’ di natura economica che di utilizzo. Nonostante questo, il Da Vinci e’ un ottimo esempio di chirurgia robotica gia’ disponibile alla societa’.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Studiare le stelle da casa

4 Feb

Dopo qualche giorno di assenza, purtroppo, al contrario di quello che pensano i catastrofisti, il mio lavoro non e’ solo fare disinformazione attraverso questo blog, eccoci di nuovo qui con un articolo di scienza pura.

Come avrete sentito, solo qualche giorno fa, e’ stato inaugurata a Padova la macchina acceleratrice “Prima”. Per dirla semplicemente, si tratta di una macchina in grado di accelerare atomi fino ad energie di 16 milioni di Watt. Questa importante infrastruttura nasce da una collaborazione tra l’Istituto di Fisica Nucleare, il CNR, l’ENEA, l’Universita’ di Padova e le Acciaierie Venete.

Ovviamente parliamo di un grande successo per la ricerca italiana. Pensandoci bene, mi rendo pero’ conto di come un successo di questo tipo, possa risultare abbastanza difficile da capire per un non addetto ai lavori. Detto in altri termini: a cosa serve questa macchina?

Molto semplice, come spesso avviene, ricerche di questo tipo sono assolutamente multidisciplinari e possono servire per condurre studi su tantissimi settori. Tra questi, quello che sicuramente interessa di piu’ e’ senza dubbio lo studio della fusione nucleare controllata.

Di fusione abbiamo parlato in diversi articoli:

Sole: quanta confusione!

La stella in laboratorio

mostrando come questo sia il processo attraverso il quale le stelle, e ovviamente il nostro Sole,  producono energia.  Purtroppo, ad oggi, non siamo ancora stati capaci di sfruttare la fusione per produrre energia per noi. Per essere piu’ precisi, ancora non siamo riusciti a realizzare un processo in cui l’energia necessaria per attivare la fusione sia maggiore di quella che poi viene data all’esterno. Detto in parole povere, ad oggi abbiamo ancora un processo “in cui ci rimettiamo”, cioe’ diamo piu’ energia rispetto a quella che otteniamo in uscita.

Una delle chimere della fusione nucleare, e’ senza dubbio il discorso della fusione fredda e di tutti quei processi che gli ruotano intorno. Anche di questi processi abbiamo parlato diverse volte in articoli come questi:

E-cat meraviglia o grande bufala?

Ancora sulla fusione fredda

Come sapete bene, e come potete verificare leggendo gli articoli citati, la nostra posizione non e’ mai stata di chiusura totale verso queste ipotesi solo che, e su questo non ho mai trovato una smentita reale e credibile, ad oggi non ci sono le prove necessarie per dimostrare scientificamente che queste soluzioni, ed in particolare l’E-Cat, siano in grado di funzionare.

Fatta questa doverosa premessa, torniamo a parlare di PRIMA.

Come visto negli articoli specifici sulla fusione, la ricerca ufficiale sta investendo molte risorse in alcuni progetti europei e mondiali di notevole portata. Tra questi, ruolo d’eccezione spetta sicurametne ad ITER. Come sapete bene, si tratta di un primo prototipio su grande scala di un reattore a fusione per ricerca. Tra alti e bassi, la costruzione di questa importante pietra miliare nella storia della fusione sta procedendo in Francia e speriamo possa portare i risultati sperati ed in grado di aprire le porte alla produzione di energia mediante la fusione mnucleare.

La macchina PRIMA studiera’ proprio la parte di, definiamola cosi’, iniezione di ITER, cioe’ il fascio neutro che servira’ per riscaldare il plasma fino alle temperature richieste per far partire la fusione. Oltre ad ITER, la macchina servira’ anche per studiare i materiali piu’ adatti per contenere la fusione e che saranno un punto molto importante anche nella costruzione del primo reattore, chiamato IFMIF, che sara’ costruito in Giappone.

Prima di chiudere, vorrei invitarvi ad una riflessione. Permettemi di riprendere quanto detto un po’ di tempo fa in questi articoli:

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

Perche’ la ricerca: economia

Prima di tutto, gli studi condotti per la costruzione dei magneti di LHC sono stati fondamentali per la costruzione dei magneti da utilizzare su PRIMA. Questo solo per dire come la ricerca non e’ mai fine a se stessa ma consente di farci applicare studi condotti su un particolare settore a qualcosa di diverso, non dovendo ogni volta ripartire da zero. Oltre a questo, per parlare invece di economia, la costruzione di macchine di questo tipo mettono sempre in moto un’economia assolutamente non trascurabile. Cosi’ come e’ avvenuto per LHC, anche per PRIMA ci sono state importanti commesse per le aziende italiane non solo legate alla costruzione di magneti. Questo solo per ribadire come i soldi dati alla ricerca rappresentino sempre un investimento. Purtroppo, il tasso di interesse o i tempi per poter maturare questo tasso non sono sempre scritti o sicuri anzi, lasciatemi dire, possono maturare in settori completamente diversi.

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Riscaldamento economico con le candele

2 Dic

Qualche giorno fa, un nostro caro lettore ci scrive nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Per avere lumi circa un video che iniziava a girare sulla rete.

Di cosa si trattava?

Semplice, un tizio di lingua americana proponeva un innovativo quanto rudimentale sistema di riscaldamento costituito da 4 candeline e due vasi di terracotta, esattamente quelli che si utilizzano per i fiori.

Senza troppi giri di parole, vi mostro il video per farvi capire come funzionerebbe il tutto:

Capito? Si dispongono le quattro candele su uno strato metallico, si mettono i due vasi di dimensione crescente ed il gioco e’ fatto. Lo spazio tra i due vasi funzionerebbe come una camera di accumulo del calore grazie all’aria calda che esce dall’interno. In questo modo, si ottiene un eonomico riscaldatore che, grazie alla terracotta, riesce ad accumulare calore. Secondo quanto sostenuto dall’autore del video, con questo sistema si potrebbe riscaldare una camera di 20 metri quadri. Spesa richiesta: 10 centesimi al giorno per le candeline e l’investimento iniziale di pochi euro per prendere i vasi.

Fermi un attimo, ma questa e’ una rivoluzione! Noi che perdiamo tempo a discutere di centrali nucleari, fusione vs fissione vs combustibili fossili, a spendere articoli su energie rinnovabili di nuova concezione per cercare di risparmiare qualche KWh per aiutare l’ambiente, non ci siamo accorti di questa soluzione? Lasciamo stare ragazzi, andate subito in qualche negozio a comprare candele e vasi perche’ quando la voce si spargera’ veramente aumenterenno anche i prezzi.

Prima pero’ di correre ai negozi e buttare quei pochi euro, proviamo a ragionare.

Quando il nostro lettore ci parlo’ di questo video, parlammo della soluzione mostrando l’assurdita’ di quanto proposto. Personalmente, ma ancora mi sorprendo di molte cose, pensavo che la cosa finisse li senza consegueze. Invece stamattina apro il sito di un noto giornale online a diffusione nazionale e cosa vedo?

Questo:

articolo_candele

Ma soprattutto, leggete la didascalia a destra che accompagna il video. Pensate sia tutto? Decine di siti di esperti di energie rinnovabili e nuove soluzioni stanno discutendo di questa soluzione proponendola come rivoluzione del secolo in ambito energetico. Se provate a fare una ricerca su internet rimarrete senza parole nel vedere quanti e quali siti stanno discutendo di questa cosa.

Purtroppo, non c’e’ mai limite all’indecenza.

Commentare un video del genere e’ buttare all’aria i principi basilari della fisica e soprattutto della termodinamica. Devo dire che il video e’ fatto molto bene, al punto da sembrare reale. Qualche considerazione? Avete visto dei termometri? Sapete quanto e’ aumentata la temperatura dell’aria della stanza? Assolutamente no.

Il motore di questo sistema sono ovviamente le candele. Durante la combustione, viene ovviamente sprigionato del calore ma il potere calorifico, cioe’ la quantita’ di calore, detto in modo improprio, prodotto dalle candele e’ estremamente basso. Questo proprio perche’ e’ caratteristica della cera che le costituisce. I nostri nonni, utilizzavano le candele per fare luce la sera, non certo per scaldarsi. Per questo, utilizzavano camini e stufe a legna, sostanza con potere calorifico molto piu’ alto. Ma allora a cosa servono i vasi intorno? A parte per fare scena, sicuramente la terracotta si riscalda accumulando calore e cedendola lentamente all’esterno. Questo e’ ovvio. Si formano moti convettivi nello spazio libero? Anche questo e’ probabile, ma la sorgente primaria sono sempre e solo le candele. Potete inventare tutti i modi possibili per sfruttare, trattenere e non disperdere calore, ma quello che avete a disposizione non potete certo amplificarlo.

Facciamo un esempio un po’ tirato per il collo. Se avete a disposizione un motore di una certa potenza, potete allegerire la macchina, migliorare la trasmissione, ridurre gli attriti meccanici, ecc ma la fonte iniziale e’ sempre e solo il vostro motore. La stessa cosa avviene per le candele.

Detto questo, non credo ci sia da discutere ancora di questa soluzione se non riflettere su quanto i sedicenti giornalisti professionisti si lascino trasportare dalla rete e dalle mode del momento.

Prima di chiudere, vorrei pero’ aprire un’altra parentesi. Oltre ad essere assurda, questa soluzione non e’ assolutamente innovativa. Ogni tot anni, qualche simpatico burlone la tira fuori dal cassetto facendo sempre abboccare molti creduloni. Non ci credete?

Dal 2010 questo sito americano:

Stufe a candele

propone questa soluzione anche con una sola candela:

Sistema di riscaldamento a candele venduto negli USA

Sistema di riscaldamento a candele venduto negli USA

Se poi volete proprio essere sicuri di quello che dico, provata a fare una ricerca su internet impostando, ad esempio, le date comprese tra il 2000 e il 2010, quindi ben due anni fa. Ecco quello che ottenete:

Google, heating with candles

Visto quanti risultati?

Concludendo, l’idea iniziale e’ assurda. Non potete pensare di amplificare il potere calorifico di un qualcosa costruendo sistemi intorno. Questo smentisce gia ‘completamente la soluzione a candele vista nel video. Inoltre, questa bufala gira in rete gia’ da diversi anni e, come sempre, negli USA c’e’ addirittura chi propone in vendita sistemi gia’ fatti alla ricerca di qualcuno che ci caschi.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Perforazione geotermica e terremoto in Svizzera

22 Lug

Come sapete bene, il tema del fracking e’ sempre di grande attualita’, non solo per il possibile sfruttamento dello shale gas, importantissimo per il nostro fabbisogno energetico, ma anche per la dimostrata relazione tra il ricorso a queste tecniche e l’insorgenza di lievi scosse di terremoto.

Di fracking abbiamo parlato in questi articoli:

Una prova del fracking in Emilia?

Fratturazione idraulica

mentre il discorso sul gas di scisto e’ stato affrontato in questo articolo:

Scisti e gas naturale

Anche nel post di ieri:

Ancora sulla terra che ribolle

parlando del fenomeno della terra che ribolle in Emilia, eravamo tornati a parlare di questa tecnica, commentando i risultati delle presunte analisi indipendenti condotte su campioni di fango prelevati nella zona. Molto interessante, per chi non l’avesse seguita, e’ la discussione che si e’ scatenata nei commenti, con punti di vista differenti sui terremoti in generale.

La connessione tra fracking e terremoti e’ presto compresa. Come sappiamo, in questa tecnica fluidi ad alta pressione vengono inniettati nel sottosuolo appunto per rompere le rocce ed estrarre il gas. Le sollecitazioni portate da queste rotture possono, in alcuni casi, innescare leggere scosse di terremoto indotte. Come e’ facile capire, parliamo di scosse che non superano mai il quarto grado della scala Richter e che hanno l’epicentro localizzato molto vicino alla superficie.

Perche’ torniamo su questi argomenti?

Proprio oggi sono apparsi su diversi quotidiani gli articoli che parlano di una nuova evidenza di connessione tra questi fenomeni. Come sicuramente avrete letto, sabato, nelle prime ore del mattino, in Svizzera, precisamente nella zona di San Gallo, e’ stata avvertita una scossa di M3.6.

Da cosa e’ stata generata?

Sia il servizio sismico Svizzero che il Servizio sismologico del Politecnico federale di Zurigo concordano che la scossa potrebbe essere legata, con notevole probabilita’, alle perforazioni in corso per la realizzazione di una nuova centrale geotermica nel Cantone.

La centrale geotermica, prevede l’estrazione di acqua a 140 gradi ad una profondita’ di 4500 metri dalla superificie. Questo calore dovrebbe essere usato per produrre una quantita’ di energia sufficiente ad alimentare la meta’ delle case di San Gallo. Ovviamente, per realizzare l’opera, sono necessarie trivellazioni fino alla profondita’ citata.

Nei giorni scorsi, gli abitanti della zona avevano gia’ avvertito leggerissime scosse di terremoto dovute a queste perforazioni, ma niente superiore a M2.

Cosa e’ successo in seguito?

Ovviamente, parlando di centrale geotermica, non stiamo parlando di fratturazione idraulica. La connessione viene pero’ in seguito ad un inconveniente che si e’ avuto nella zona dei lavori. Durante le perforazioni, i tecnici si sono accorti della fuoriuscita di gas ad alta pressione nel pozzo di trivellazione. Capite bene che questa fuoriuscita poteva rappresentare un pericolo reale, non solo per gli operai coinvolti nel lavoro. Per arginare la fuga, la decisione e’ stata quella di pompare 650 metri cubi di fango per interrompere la fuoriscita di gas.

L’immissione di fango nel sottosuolo, molto simile alla tecnica utilizzata per la fratturazione idraulica ha scatenato, dopo poche ore, un terremoto di M3.6 con un epicentro a soli 4 kilometri di profondita’, esattamente dove era stata localizzata la fuga.

Fortunatamente, non ci sono stati danni a seguito del sisma ma un terremoto di questa intensita’, con un epicentro cosi’ superficiale, potrebbe, in alcuni casi, provocare danni alle abitazioni.

A seguito di questo accaduto, si e’ deciso di interrompere i lavori per la realizzazione della centrale, rimandando dopo qualche giorno la decisione se continuare o meno l’opera.

Questa non e’ la prima volta che in Svizzera si registra un caso del genere. Nel 2006, sempre durante i lavori per la realizzazione di una centrale geotermica, venne registrato uno sciame sismico, con un picco M3, nella zona di Basilea. A seguito di questo sciame, ‘lopera venne definitivamente abbandonata.

Ora, come evidenziato negli altri articoli, non mi sento assolutamente di demonizzare l’utilizzo della fratturazione idraulica o l’estrazione del gas di scisto. A mio avviso, questa tecnica necessiterebbe pero’ di ulteriori studi atti a capire meglio le procedure e soprattutto gli effetti di queste immissioni nel terreno. Come detto in precedenza, il risvolto economico ha spinto troppo velocemente all’utilizzo del fracking. Parlando di shale gas, parliamo di riorse enormi che aspettano solo di essere sfruttate. Questo ovviamente ha fatto chiudere gli occhi per estrarre il gas, tralasciando importanti e necessari studi che dovrebbero essere condotti a livello di ricerca.

Questa nuova notizia, non fa altro che confermare la relazione tra fracking, o comunque immissione di fluidi nel terreno, e terremoti di lieve intensita’. Mio personale punto di vista e’ che se le societa’ private, ma anche i governi, sono cosi’ interessati allo sfruttamento di queste risorse, allora dovrebbero prima di tutto investire capitali in ricerca, in modo da rendere queste tecniche le piu’ sicure e controllate possibile.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il futuro dell’eolico?

22 Apr

In questo articolo, vorrei tornare nuovamente a parlare di energie rinnovabili. Come sappiamo bene, il continuo aumento della richiesta di energia unita ovviamente al mantenimento e alla conservazione del nostro pianeta, impongono l’utilizzo anche di sorgenti rinnovabili. Quello che pero’ non dobbiamo mai dimenticare e’ che il nostro attuale stato dell’arte non rappresenta assolutamente un punto di arrivo. Le soluzioni disponibili oggi per lo sfruttamento delle sorgenti verdi, non sono ancora sufficienti e non consentono l’autosostentamento che sarebbe richiesto.

Di energie rinnovabili abbiamo parlato, ad esempio, in questi post:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Il futuro verde comincia da Masdar

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

Mentre negli articoli precedenti ci siamo occupati principalmente di energia solare, in questo post vorrei parlare della seconda fonte per disponibilita’ che siamo in grado di sfruttare, l’energia eolica.

Come tutti sanno, lo sfruttamento dell’energia eolica avviene mediante delle enormi pale che vengono messe in moto dal vento e questa energia meccanica viene poi convertita in energia elettrica. Anche in Italia, abbiamo diverse installazioni di pale eoliche, soprattutto in quelle regioni dove la forza del vento e’ maggiore.

Quali sono i problemi principali delle pale eoliche?

Prima di tutto, come detto, si tratta di turbine molto grandi e che vengono installate su piloni molto alti. Come sostenuto anche da molti esperti, l’impatto ambientale di queste soluzioni e’ molto elevato. Detto in altri termini, le pale eoliche, secondo molti, “sono brutte”. Se ci pensate bene, molto spesso, infatti, queste pale rovinano il paesaggio, soprattutto perche’ vengono installate in vallate o comunque in zone isolate dove la natura e’ ancora dominante. Sapete perche’ vengono installate in questi punti e non all’interno dei centri abitati? Perche’ le pale, durante il normale funzionamento, hanno dei livelli di rumorosita’ molto elevati. Qualsiasi mezzo meccanico messo in movimento, produce necessariamente un rumore di fondo che, nel caso delle pale, e’ anche molto elevato. Proprio questo problema, rende inutilizzabili le pale all’interno dei centri abitati.

Dunque? Esiste una soluzione alternativa?

In questi ultimi tempi, e’ in fase di studio una soluzione alternativa che prevede lo sfruttamento dell’energia eolica senza apparentemente nessuna parte meccanica in movimento. Questa soluzione, chiamata Ewicon, sfrutta infatti una variazione del campo elettrico indotto dal vento per creare energia elettrica. Se volete, invece di convertire energia meccanica in elettrica, il nuovo sistema e’ direttamente basato su una vairazione di energia in forma elettrica per produrre corrente.

Come funziona Ewicon?

Anche se il discorso non e’ semplicissimo, cerchero’ di essere divulgativo mostrando il concetto di base sfruttato in questa soluzione.

Immaginate di avere due conduttori elettrici posti ad una certa distanza e caricati con segno opposto. In altre parole, potete vedere il sistema come le armature di un condensatore. Ora, nella regione di spazio tra i due conduttori si crea un campo elettrico. Se adesso mettete una carica singola all’interno del volume, dove si spostera’ questa? Se la carica e’ positiva, questa ovviamente si muovera’ verso l’elettrodo negativo, spinta dal campo elettrico. Bene, fin qui tutto normale. Se adesso pero’, la forza del vento spinge la carica in verso opposto, cioe’ porta la carica verso l’elettrodo dello stesso segno. L’accumulo di cariche sull’elettrodo provochera’ dunque una variazione della tensione che puo’ essere convertita in energia elettrica.

Questo e’ proprio il principio sfruttato da Ewicon.

Il sistema eolico, prevede due file di elettrodi di segno opposto distanti circa 40 cm tra loro. Nel sistema sono presenti una serie di ugelli che vaporizzano goccioline d’acqua caricate positivamente. Il vento spinge le goccioline di carica positiva verso l’elettrodo dello stesso segno, creando la variazione di campo elettrico. Questa tecnica e’ anche nota come Electrospraying ed in realta’ e’ stata proposta gia’ nel 1975. Ewicon, che sta per Electrostatic Wind Energy Converter, sfrutta proprio questo principio fisico per creare energia dal vento, ma senza mezzi meccanici in movimento.

Per meglio comprendere il principio di base, vi riporto anche un video del sistema:

come vedete, il tutto si basa sulla forza del vento in grado di spingere le gocce d’acqua  in verso opposto a quello determinato dal campo elettrico degli elettrodi.

Il primo prototipo di Ewicon e’ stato realizzato e posto di fronte alla facolta di ingegneria della Delft University:

Prototipo del sistema eolico davanti alla Delft University of Technology

Prototipo del sistema eolico davanti alla Delft University of Technology

Quali sono i vantaggi di questa soluzione? Prima di tutto, come visto, eliminando le parti in movimento, il sistema non soffre piu’ della rumorosita’ delle pale eoliche. In questo modo, il sistema Ewicon puo’ anche essere installato, come nel caso del prototipo, all’interno dei centri abitati. Inoltre, le diverse forme realizzabili consentono di integrare il sistema anche nelle architetture dei piu’ moderni centri urbani. Ad oggi, gia’ diverse soluzioni di design sono state proposte e pensate per adattarsi a molte capitali europee.

Quali sono gli svantaggi? Come potete capire, si tratta ancora di un sistema in forma di prototipo. Prima di tutto, per elettrizzare le goccioline d’acqua e’ necessaria un’energia di partenza. Al momento, questo problema e’ risolto integrando delle batteria all’interno di Ewicon. Se pero’ vogliamo pensare questi sistemi utilizzabili anche “off shore”, cioe’ in mare aperto, e’ impensabile andare di volta in volta a cambiare le batterie dei generatori.

Inoltre, l’acqua necessaria per il funzionamento, viene prelevata dall’umidita’ dell’aria. Questo rende il sistema non utilizzabile in luoghi dove l’umidita’ e’ troppo bassa. Come visto in uno degli articoli precedentemente riportati, uno degli sviluppi futuri, non solo per il solare ma anche per l’eolico, e’ la costruzione di impianti di grandi dimensioni in zone desertiche. In questo caso, il sistema non sarebbe utilizzabile a meno di collegare Ewicon ad una fonte idrica, cosa ugualmente non realizzabile in zone desertiche.

Altro problema non da poco e’ la miscela utilizzata. Nel prototipo visto, non viene utilizzata soltanto acqua, ma una miscela al 70% di acqua demineralizzata e 30% di etanolo.

Ovviamente, si tratta di problemi normali in un sistema in fase di prototipo. Per poter risolvere questi punti, sara’ ovviamente necessario lavorare ancora molto sul progetto e altresi’ investire capitali in questo genere di studi. Come detto all’inizio, ad oggi gia’ disponiamo di metodi per lo sfruttamento delle sorgenti rinnovabili, e proprio per questo dobbiamo utilizzarli. Questo pero’ non preclude lo studio di soluzioni alternative, come Ewicon o come il solare termodinamico, che in un futuro non troppo lontano potranno migliorare notevolmente l’efficienza di produzione energetica e risolvere anche gli altri problemi che ancora affliggono le attuali soluzioni.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

20 Apr

Solo qualche giorno fa, molti giornali e telegiornali hanno parlato di una nuova importantissima scoperta fatta dal telescopio Keplero della NASA. Come forse avrete sentito dai media, questo portentoso telescopio e’ riuscito ad individuare due nuovi esopianeti molto simili alla Terra. La caratteristica di questi pianeti, che tanto clamore ha suscitato, e’ che esiste una buona probabilita’ che su questi pianeti sia presente acqua allo stato liquido. Senza tanti giri di parole, questa e’ una delle condizioni piu’ semplici che possiamo immaginare affinche’ si sia formata la vita su un pianeta.

Questa notizia ha pero’ ridato aria a tanti siti che ovviamente hanno cominciato a speculare su questa scoperta. Leggendo in rete ne trovate veramente di tutti i colori. Solo per dirvi le principali, uno dei due esopianeti potrebbe essere l’ormai tristemente noto Nibiru, la NASA non solo avrebbe scoperto che c’e’ acqua, ma anche che i pianeti sono abitati da forme di vita. In quest’ultimo caso, alcuni azzardano anche che nei prossimi giorni ci sara’ l’annuncio ufficiale del governo americano per chiarire finalmente l’esistenza degli alieni. Altri siti ancora parlano di pianeti abitabili per gli esseri umani e su cui presto una ristretta elite di persone si rifuggeranno per scappare da qualcosa di estremamente grave che sta per capitare alla Terra.

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Queste speculazioni dette in questo modo sembrano, ma in realta’ lo sono, delle barzellette. La cosa che da sempre mi lascia interdetto e’ la grande quantita’ di persone che seguono questi siti e che spesso credono anche alle innumerevoli fandonie pubblicate.

Cerchiamo dunque di raccontare in senso scientifico la notizia e anche di fare qualche consdierazione per smentire queste ingloriose affermazioni che trovate in rete.

Della missione Keplero, ma soprattutto dei numerevoli esopianeti scoperti abbiamo parlato in questo post:

A caccia di vita sugli Esopianeti

In quell’occasione, avevamo parlato di esopianeti a seguito della scoperta di Kepler-37B, il piu’ piccolo pianeta mai osservato fuori dal Sistema Solare. In particolare, come visto nell’articolo riportato, Keplero monitora lo spazio osservando in continuo la luminosita’ degli oggetti visibili attraverso un esposimetro. Senza entrare troppo nello specifico, queste telescopio individua i pianeti osservando le minime variazioni di luminosita’ della stella centrale quando questi pianeti transitano tra la lente di Keplero e la stella centrale.

Il metodo della variazione di luminosita’ funziona molto bene e Keplero e’ gia’ riuscito ad individuare diversi pianeti fuori dal sistema solare.

Questa volta Keplero ha scoperto due nuovi pianeti orbitanti intorno ad una stella centrale chiamata Kepler-62. Nell’articolo precedente invece avevamo parlato del sistema orbitante intorno a Kepler-37. Anche se sembra un po’ confusionario, il sistema di nomenclatura degli esopianeti e’ molto semplice. Le stelle centrali individuate prendono nomi del tipo Kepler-1, Kepler-2, ecc. I pianeti orbitanti intorno alla stella Kepler-X, vengono invece chiamati Kepler-Xa, Kepler-Xb, ecc, in base all’ordine in cui vengono scoperti. Ammetto, come gia’ fatto la volta scorsa, che la fantasia nel dare nomi non e’ la dote principale degli scienziati della NASA.

Torniamo dunque alla nuova scoperta. Intorno a Kepler-62 sono stati individuati Kepler-62e e Kepler-62f. Dopo quanto detto, capite subito che sono il quarto e il quinto pianeta individuato intorno a questa stella.

Perche’ questi pianeti sono interessanti?

Quando si studia un sistema stellare come quello di cui stiamo parlando, o analogamente potete pensare il ragionamento applicato anche al nostro sistema solare, prima di tutto si studia la stella centrale. Cosi’ come avviene per il Sole, questa oltre a determinare il moto dei pianeti attraverso la sua attrazione gravitazionale, e’ in grado di influire pesantemente sulle condizioni climatiche di ciascun pianeta. Detto questo, si determina una cosiddetta “fascia di abitabilita’”, intesa come la zona del sistema planetario in cui potrebbero innescarsi le condizioni per la vita. Come detto in precedenza, la condizione piu’ semplice ottenuta dalla zona di abitabilita’ e’ quella di trovare acqua allo stato liquido, cosa impossibile se troppo vicini o troppo lontani dalla stella centrale.

Bene, i due nuovi pianeti si trovano all’interno della fascia di abitabilita’ determinata da Kepler-62. Per essere precisi, Kepler-62e si trova ai limiti della zona, mentre Kepler-62f e’ proprio al centro della zona abitabile.

Per darvi qualche dettaglio, la stella centrale Kepler-62 e’ circa il 70% del nostro Sole, sia in termini di massa che di diametro, mentre Kepler-62f e’ circa 1,4 volta la nostra Terra.

Dalle osservazioni fatte, Kepler-62e appare roccioso come la Terra e “probabilmente” potrebbe ospitare fiumi, laghi, mari e anche un’atmosfera simile a quella della nostra Terra.

Dunque, c’e’ vita su Kepler-62f? Come potete capire, esiste una probabilita’ che ci sia acqua allo stato liquido, ma non e’ assolutamente scontato che ci sia vita. Prima di tutto, il fatto di avere un pianeta in fascia abitabile e’ una condizione necessaria ma tutt’altro che sufficiente.

Per rispondere alle tante ipotesi complottiste citate prima, facciamo un ragionamento. Abbiamo scoperto questo pianeta, probabilmente c’e’ acqua allo stato liquido, ora? Andiamo a colonizzarlo o tentiamo di fare amicizia con gli alieni?

La risposta a tutte queste domande e’ sempre no!

Kepler-62f si trova ad una distanza di circa 1200 anni luce da noi. Capite dunque come sia impossibile raggiungere questo pianeta ma soprattutto come sia impossibile studiare a questa distanza l’atmosfera di Kepler-62f. Inoltre, il telescopio Keplero non e’ stato neanche pensato per questo. La missione di Keplero e’ quella di scoprire esopianeti lontani dalla Terra per capire come e’ fatto l’universo lontano da noi e, perche’ no, anche per raccogliare informazioni aggiuntive su come si e’ formato il nostro Sistema Solare.

Inoltre, lo scopo di Keplero era quello di capire quanti esopianeti lontani ci fossero. Come detto, il telescopio e’ in grado di studiare la struttura dei pianeti ma non la loro atmosfera. Questo e’ ancora impossibile a queste distanze. Ovviamente, le importanti scoperte fatte da Keplero danno una spinta in avanti per cercare di migliorare le nostre tecnologie e magari, procedendo per passi intermedi, essere in grado, nel giro di qualche anno, di studiare anche l’atmosfera degli esopianeti. Sicuramente, parlando in termini molto terreni e poco scientifici, scoperte come queste possono influenzare e giustificare i notevoli investimenti che serviranno per arrivare a questi futuri studi.

Ultima punto rimasto scoperto: uno dei due esopianeti e’ Nibiru? Assolutamente no. Premesso che ad oggi non c’e’ nessuna evidenza di questo corpo, secondo le tante voci, da internet a Sitchin fino al 2012, Nibiru dovrebbe passare con un certo periodo (3600) anni all’interno del nostro sistema solare. Il sistema stellare Kepler-62 si trova nella sua posizione a 1200 anni luce da noi e assolutamente mai passera’ all’interno del sistema solare. Se volete, possiamo pensare di organizzare una petizione, chiediamo alla NASA di chiamare il prossimo esopianeta Nibiru, magari in questo modo faremo finalmente contenti i catastrofisti. Vista pero’ la speculazione in corso sul pianeta X, non credo assolutamente che questo servira’ a zittire i piu’.

 

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Ora anche i profeti elettronici

11 Apr

Nell’era di internet 2.0 e nel periodo che stiamo vivendo, in cui tutti i giorni qualche simpatico burlone pubblica ipotesi catastrofiste per la fine del mondo, non poteva certo mancare un software profetico.

A cosa mi sto riferendo?

Come forse avrete intuito, sto parlando nuovamente di WebBot. Di questo programma abbiamo parlato in dettaglio in questo post:

La previsione informatica sul 2012

Come visto, si tratta di un software “profetico” basato sull’analisi asimmetrica dei Trend di linguaggio. Detto in parole semplici, questo programma usa degli “spider” per scandagliare la rete in cerca di tutte le informazioni su delle parole chiave inserite dall’utente. A ciascun risultato viene assegnato un valore numerico in base a dei complessi algoritmi di analisi e, al termine della scansione, il webbot fornisce una sorta di previsione futura basandosi sulla informazioni reperite in internet. Si parla di analisi del linguaggio proprio perche’ il software si basa sull’enorme mole di informazioni presenti in rete su siti, forum, blog, ecc.

Perche’ torniamo a parlare di webbot?

Se vi stavate preoccupando perche’ gia’ da qualche giorno non eravamo minacciati da un asteroide che dovrebbe arrivarci in testa, siete subito accontentati. Secondo una notizia che sta circolando in rete, il 14 aprile 2013, cioe’ tra una manciata di giorni, un asteroide di grandi dimensioni dovrebbe colpire la Terra causando enormi danni. Questa previsione sarebbe proprio stata fatta utilizzando il webbot.

Al solito, non per rompere le uova nel paniere, ma secondo voi, se ci fosse un asteroide di grandi dimensioni che impattera’ la Terra tra 3 giorni, non sarebbe visibile? A cosi’ breve distanza temporale, e dal momento che si parla di grandi dimensioni, sicuramente questo corpo sarebbe gia’ perfettamente visibile ad occhio nudo.

Dunque? Perche’ viene data questa notizia?

Come visto in questo articolo:

Lezione n.1: come cavalcare l’onda

a seguito dell’asteroide esploso in atmosfera sopra gli Urali a febbraio:

Pioggia di meteore in Russia

e’ scoppiata una vera e propria psicosi asteroide. Al solito, quello di Chelyabinsk e’ stato un evento reale e ci sono stati molti feriti, ma, da qui in poi, non passa giorno in cui non ci sia qualche sito che pubblica notizie di asteroidi precipitati in qualsiasi parte del mondo.

A cosa serve questo meccanismo?

In primis ad alimentare il sospetto ed il terrore, ma anche per continuare a propinare l’idea dell’esistenza di Nibiru. Come visto in questo articolo:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

una delle principali ipotesi portate a sostegno dell’esistenza di Nibiru, sarebbe un aumento del numero di asteroidi lanciato verso la Terra. Come visto nell’articolo, questa ipotesi e’ completamente falsa. Nonostante questo, proprio il caso di Chelyabinsk ha riacceso gli animi ed offerto un’occasione da non perdere ai tanti siti catastrofisti che ormai conosciamo molto bene.

Da dove e’ uscita fuori la notiza del 14 Aprile?

Come detto, e questo e’ vero, si tratta di una previsione informatica fatta dal WebBot. E’ possibile che il sotware abbia sbagliato? No, non e’ possibile, e’ certo!

Capiamo il perche’.

Come visto anche nel precedente articolo, questo programma fu sviluppato per cercare di prevedere l’evoluzione della situazione di borsa. In questo caso, l’uso degli spider era fondamentale per cercare in rete, tra l’enorme mole di informazioni, notizie utili su una determinata societa’. In questo modo, si poteva valutare se comprare o meno quelle azioni. Ovviamente si tratta di un programma di analisi numerica, non certamente di un profeta infallibile. Se fosse vero il contrario, ognuno di noi saprebbe con anticipo cosa dovrebbe avvenire in borsa e saremmo tutti ricchi grazie ad investimenti certi.

Come potete capire, il webbot puo’ dare delle indicazioni, ma non e’ assolutamente detto che siano certe. Per come e’ costruito l’algoritmo di analisi, il tutto deve essere preso come una previsione accompagnata da un livello di incertezza notevole.

Ora, torniamo al nostro caso. Immaginate di far partire il webbot inserendo come chiave di ricerca la parola “asteroide”. E’ possibile che vi ritorni una previsione di impatto con la Terra? Assolutamente si. Come detto in precedenza, dopo il caso russo, tutti i giorni si pubblicano notizie di asteroidi caduti in diverse parti del mondo. Dunque, in questo senso, proprio il dilagante catastrofismo mediatico ha probabilmente portato fuori strada la previsione informatica.

Inoltre, sempre legato a questo, vorrei anche aprire una parentesi su quanto detto dal capo della NASA al Senato degli USA. Alla domanda: “cosa dovremmo fare se un asteroide puntasse verso la Terra e lo scoprissimo solo pochi giorni prima dell’impatto?”, Bolden ha risposto semplicemente “pregate”.

Questa risposta ha scatenato un putiferio sulla rete. Tantissimi siti parlano di un’agenzia spaziale degli Stati Uniti a conoscenza di un imminente impatto. Si e’ nuovamente tornati a parlare di ipotesi complottiste e di tutte quelle fantasie che abbiamo cominciato a vedere parlando di 2012.

Perche’ e’ stata data questa risposta? Prima di tutto, la domanda non lasciava spazio a nulla. Come riportato, si parlava di un asteroide in rotta certa verso la Terra e che verrebbe scoperto solo pochi giorni prima dell’impatto.Secondo voi, cosa avrebbe dovuto rispondere Bolden?

Inoltre, teniamo conto che la NASA, anche a seguito di quanto avvenuto in Russia, sta cercando di ottenere nuovi fondi per i programmi di difesa da asteroidi. Di queste soluzioni abbiamo parlato in questo post:

Asteroidi: sappiamo difenderci?

Dunque, capite bene che la risposta data dal capo della NASA e’ perfettamente lecita, anche se forse Bolden doveva immaginare l’eco che questa sua affermazione avrebbe avuto.

Concludendo, non c’e’ assolutamente nessun pericolo per il 14 Aprile 2013. In questo caso, si tratta solo di una previsione fatta mediante webbot che, con buona probabilita’, e’ stata proprio influenzata dalle tante notizie false pubblicate sulla rete circa asteroidi che cadono sulla Terra e improbabili avvistamenti di nuovi corpi orbitanti e potenzialmente pericolosi.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Bosone di Higgs … ma che sarebbe?

25 Mar

In tanti mi avete chiesto informazioni circa la scoperta del bosone di Higgs. Come sapete bene, negli ultimi mesi, molto si e’ parlato di questa probabile scoperta, dando ampio spazio su giornali e telegiornali al CERN, all’acceleratore LHC e agli esperimenti principali, Atlas e CMS, che hanno lavorato alla ricerca di questa particella.

La scoperta, ripeto probabile come vedremo in seguito, del bosone di Higgs e’ stata fondamentale per la fisica e per la nostra conoscenza della materia e, lasciatemelo dire, mi ha riempito di gioia avendo lavorato per circa quattro anni alla costruzione proprio dell’esperimento Atlas.

Quello che pero’ molti mi chiedono e’: si parla tanto di questo bosone di Higgs, tutti ne parlano dicendo che e’ “quello che spiega la massa delle particelle”, ma, in soldoni, di cosa si tratta? Perche’ spiegherebbe la massa delle particelle?

Purtroppo le domande sono ben poste, dal momento che spesso, girando per la rete, non si trovano risposte semplicissime a questi quesiti. Cerchiamo dunque, per quanto possibile, di rispondere a queste domande, mantenendo sempre un profilo divulgativo e accessibile a tutti.

Detto nel linguaggio della fisica, la spiegazione sarebbe piu’ o meno questa:

L’universo e’ permeato da un campo a spin zero, detto campo di Higgs, doppietto in SU(2) e con ipercarica U(1), ma privo di colore. I bosoni di gauge e i fermioni interagiscono con questo campo acquisendo massa.

Chiaro? Ovviamente no.

Cerchiamo di capirci qualcosa di piu’.

In questi post:

Piccolo approfondimento sulla materia strana

Due parole sull’antimateria

Abbiamo parlato del “Modello Standard” delle particelle. Come visto, la materia ordinaria, anche se apparentemente sembrerebbe molto variegata, e’ in realta’ composta di pochi ingredienti fondamentali: i quark, i leptoni e i bosoni messaggeri. Niente di difficile, andiamo con ordine.

Le particelle del Modello Standard

Le particelle del Modello Standard

Protoni e neutroni, ad esempio, non sono particelle fondamentali, ma sono composti da 3 quark. Tra i leptoni, sicuramente il piu’ conosciuto e’ l’elettrone, quello che orbita intorno ai nuclei per formare gli atomi. E i bosoni messaggeri? In fisica esistono delle interazioni, chiamiamole anche forze, che sono: la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza forte e la forza debole. La forza forte, ad esempio, che viene scambiata mediante gluoni, e’ quella che tiene insieme i quark nelle particelle. Il fotone invece e’ quello che trasporta la forza elettromagnetica, responsabile, in ultima analisi, delle interazioni chimiche e delle forze meccaniche che osserviamo tutti i giorni.

Bene, fin qui sembra tutto semplice. L’insieme di queste particelle forma il Modello Standard. Ci sono gli ingredienti per formare tutte le particelle ordinarie e ci sono i bosoni messaggeri che ci permettono di capire le forze che avvengono. Dunque? Con il Modello Standard abbiamo capito tutto? Assolutamente no.

Il Modello Standard funziona molto bene, ma presenta un problema molto importante. Nella trattazione vista, non e’ possibile inserire la massa delle particelle. Se non c’e’ la massa, non c’e’ peso. Se un pezzo di ferro e’ composto di atomi di ferro e se gli atomi di ferro sono fatti di elettroni, protoni e neutroni, le particelle “devono” avere massa.

Dunque? Basta inserire la massa nel modello standard. Facile a dirsi ma non a farsi. Se aggiungiamo a mano la massa nelle equazioni del modello standard, le equazioni non funzionano piu’. I fisici amano dire che l’invarianza di Gauge non e’ rispettata, ma e’ solo un modo complicato per spiegare che le equazioni non funzionano piu’.

Se non possiamo inserire la massa, e noi sappiamo che la massa c’e’ perche’ la testiamo tutti i giorni, il modello standard non puo’ essere utilizzato.

A risolvere il problema ci ha pensato Peter Higgs negli anni ’60. Ora la spiegazione di Higgs e’ quella che ho riportato sopra, ma cerchiamo di capirla in modo semplice. Supponiamo che effettivamente le particelle non abbiano massa. Hanno carica elettrica, spin, momento angolare, ma non hanno massa intrinseca. L’universo e’ pero’ permeato da un campo, vedetelo come una sorta di gelatina, che e’ ovunque. Quando le particelle passano attraverso questa gelatina, vengono frenate, ognuna in modo diverso. Proprio questo frenamento sarebbe responsabile della massa che le particelle acquisiscono.

Tradotto in equazioni, questo ragionamento, noto come “meccanismo di Higgs”, funzionerebbe benissimo e il modello standard sarebbe salvo. Perche’ dico funzionerebbe? Come facciamo a dimostrare che esiste il campo di Higgs?

Il campo di Higgs, se esiste, deve possedere un quanto, cioe’ un nuovo bosone la cui esistenza non era predetta nel modello standard, detto appunto “bosone di Higgs”. Detto proprio in termini semplici, riprendendo l’esempio del campo di Higgs come la gelatina di frenamento, questa gelatina ogni tanto si dovrebbe aggrumare formando una nuova particella, appunto il bosone di Higgs.

Dunque, se esiste il bosone di Higgs, allora esite il campo di Higgs e dunque possiamo spiegare la massa delle particelle.

Capite dunque l’importanza della ricerca di questa particella. La sua scoperta significherebbe un notevole passo avanti nella comprensione dell’infinitamente piccolo, cioe’ dei meccanismi che regolano l’esistenza e la combinazione di quei mattoncini fondamentali che formano la materia che conosciamo.

Oltre a questi punti, il bosone di Higgs e’ stato messo in relazione anche con la materia oscura di cui abbiamo parlato in questo post:

La materia oscura

In questo caso, la scoperta e lo studio di questa particella potrebbe portare notevoli passi avanti ad esempio nello studio delle WIMP, come visto uno dei candidati della materia oscura.

Dunque? Cosa e’ successo al CERN? E’ stato trovato o no questo bosone di Higgs?

In realta’ si e no. Nella prima conferenza stampa del CERN si parlava di evidenza di una particella che poteva essere il bosone di Higgs. In questo caso, le affermazioni non sono dovute al voler essere cauti dei fisici, semplicemente, l’evidenza statistica della particella non era ancora sufficiente per parlare di scoperta.

L’ultimo annuncio, solo di pochi giorni fa, ha invece confermato che si trattava proprio di “un” bosone di Higgs. Perche’ dico “un” bosone? In realta’, potrebbero esistere diverse tipologie di bosoni di Higgs. Ad oggi, quello trovato e’ sicuramente uno di questi, ma non sappiamo ancora se e’ proprio quello di cui stiamo parlando per il modello standard.

Anche se tutte le indicazioni fanno pensare di aver fatto centro, ci vorranno ancora diversi anni di presa dati per avere tutte le conferme e magari anche per evidenziare l’esistenza di altri bosoni di Higgs. Sicuramente, la scoperta di questa particella apre nuovi orizzonti nel campo della fisica delle particelle e prepara il campo per una nuova ricchissima stagione di misure e di scoperte.

Onde evitare commenti del tipo: “serviva spendere tutti questi soldi per una particella?”, vi segnalo due post molto interessanti proprio per rispondere a queste, lasciatemi dire lecite, domande:

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

Perche’ la ricerca: economia

In realta’, LHC ed i suoi esperimenti, oltre a portare tantissime innovazioni tecnologiche che non possiamo ancora immaginare, sono state un importante volano per l’economia dei paesi europei. Investendo nel CERN, l’Italia, e soprattutto le nostre aziende, hanno avuto un ritorno economico molto elevato e sicuramente superiore a quanto investito.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.