Galileo Giornale di scienza e problemi globali

Istantanea di un collasso

Un’immagine della materia sottoposta a pressioni diecimila volte superiori a quelle atmosferiche, quali si possono immaginare all'interno della Terra: l’hanno ottenuta i fisici del Dipartimento di Energia del National Laboratory di Argonne (Francia), combinando due avanzate tecniche d'indagine per sottoporre campioni di materiale vetroso a pressioni mai raggiunte prima. Risultato: un'immagine della struttura atomica con un grado di risoluzione senza precedenti.

Chris Benmore e Qiang Mei, in collaborazione con l'Università dell'Arizona, hanno utilizzato due  “esclusive” celle a incudine di diamante (diamond anvil cell, Dac) micro-perforate con laser per portare l'ossido di arsenico a una pressione di oltre 32 Gigapascal (la pressione ambientale è di circa cento mila Pascal), circa un decimo di quella che si trova al centro della Terra. I fisici hanno poi osservato il cambiamento di configurazione atomica attraverso le figure di diffrazione ottenute grazie a raggi x microfocalizzati ad alta energia, una tecnica disponibile presso l'Advanced Photon Source (Aps) di Argonne. I due ricercatori hanno così notato che l'ossido di arsenico, alla pressione di 20 Gigapascal, subisce un'inaspettata trasformazione che ne provoca anche il cambiamento del colore da trasparente a rosso.

Alle pressioni ambientali, l'ossido esiste come  molecola isolata in cui i quattro atomi di arsenico sono circondati da tre di ossigeno (la formula chimica è As4O6, ciascuno dei sei atomi di ossigeno è quindi legato a due atomi di arsenico). Grazie alla combinazione delle due tecniche, i ricercatori hanno potuto osservare che, quando la pressione sfiora i 20 Gigapascal, questa struttura collassa e al suo posto se ne crea un nuova (isomero) in cui ogni atomo di arsenico è circondato da sei atomi di ossigeno. Sarebbe stato impossibile ottenere una simile risoluzione con le classiche celle a incudine di diamante perforate meccanicamente, riportano gli autori, perché la minore precisione della perforazione maschera l'immagine di diffrazione della struttura atomica e non permette di superare i 15 Gigapascal. Questo esperimento si serve delle prime celle a incudine di diamante perforate con il laser, che hanno la capacità di generare alte pressioni senza produrre rumore di fondo nell'immagine di diffrazione. “Lo studio della materia ad alte pressioni contribuisce alla comprensione della formazione della Terra e della Luna e del complesso comportamento del magma del mantello terrestre” conclude Chris Benmore. (t.m.)

Galileo Servizi Editoriali

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• Raccontare il tempo e i tempi della scienza FESTIVAL DELLE SCIENZE

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  Raccontare il tempo e i tempi della scienza

  Bruno Arpaia
  Francesco Cavalli Sforza
  Stefania Polvani
  
  Moderatore Elisa Manacorda, Galileo
  

  
  Il tempo è una sfida per la comunicazione scientifica. Rendere conto di questa complessa variabile nel racconto della scienza è un compito che i comunicatori sono chiamati a svolgere con chiarezza e rigore, senza mancare però di affascinare e coinvolgere il pubblico. Grazie alla partecipazione di esperti di comunicazione, l’incontro punterà l’attenzione sui diversi modi in cui è possibile parlare del tempo nella scienza, a partire da tre particolari aree di interesse così da offrire il più ampio scenario possibile: la fisica, con la teoria del Big Bang; l’evoluzione, con la storia del viaggio attraverso il tempo dell’essere umano; la medicina narrativa, che usa i tempi del racconto della malattia per migliorare la condizione del paziente.

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• Tempo e stress FESTIVAL DELLE SCIENZE

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  Tempo e stress

  Lectio Magistralis di Ronald D. Siegel

  Introduce: Lorenzo Mannella, Galileo

  Lo “stress” è legato alle fantasie sul futuro: anche se in un dato momento proviamo un grande disagio, non ci sentiamo molto stressati a meno di non immaginare che il disagio si protrarrà nel tempo. Tre milioni di anni fa, i nostri antenati erano in competizione con altri animali selvatici nella savana africana. Essi sopravvissero perché ereditarono una risposta di “combattimento o fuga” che li aiutava ad affrontare l’emergenza con azioni tempestive in caso di minaccia, e perché svilupparono la capacità di pensare al passato, immaginare il futuro e pianificare azioni di conseguenza. Mentre questi sistemi, presi singolarmente, contribuivano in maniera efficace al miglioramento della sopravvivenza, operando insieme sono diventati una fonte di stress continuo. Fortunatamente molte culture umane hanno finito col trovare dei modi per allenare la mente a sospendere questa costante pianificazione della sopravvivenza, astrarsi dal flusso di pensieri e assaporare il momento presente. Questa conferenza esplorerà i modi in cui la scienza moderna sta adattando queste tecniche antiche per alleviare lo stress del mondo moderno.

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• La scienza fatta dal basso LINX MAGAZINE

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  La scienza fatta dal basso

  Dal videogioco per trovare la forma delle proteine a quello per classificare la morfologia delle galassie: con la citizen science, si gioca per contribuire alla ricerca.

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