Galileo Giornale di scienza e problemi globali

L'oscilloscopio puntiglioso

L'ultima novità nel campo degli strumenti della fisica arriva dalla città di Ithaca, nello stato di New York, e approda sulle pagine di Nature. Il gruppo di Alexander Gaeta, della Cornell University, ha infatti realizzato un oscilloscopio ottico ultrarapido. La nuova versione di questo strumento - che in origine serviva a misurare i cambiamenti di tensione di una corrente elettrica nel tempo - è in grado di registrare le minime variazioni di un segnale, scandendo il tempo in intervalli di appena 220  femtosecondi (meno di un trilionesimo di secondo).

Lo strumento utilizza i fotoni di un impulso luminoso ultrarapido invece che gli elettroni, e si basa su un dispositivo già precedentemente sviluppato: un chip di silicio (four-wave mixing chip) che agisce come una “lente temporale divergente”, che sfalsa cioè rispetto al tempo le onde dei vari segnali.

Nel dispositivo, un rapido segnale luminoso viaggia insieme a un altro impulso laser lungo una fibra ottica, verso il chip. Quando arrivano a destinazione, i due segnali risultano combinati. È qui che il chip fa da lente divergente e “dispiega” il segnale che, modificato, attraversa una seconda fibra ottica fino ad arrivare allo spettrometro, dove viene letto.

“Lo strumento ha na risoluzione cinque volte maggiore degli ultimi modelli di oscilloscopio”, sottolinea Gaeta, che spiega: “questo permette a un segnale che contenga molti dettagli fini di essere interpretato”. Un possibile utilizzo di questo strumento? Per esempio la caratterizzazione dei segnali luminosi emessi dalla collisione nucleare indotta da raggi laser, cui diversi progetti – come HiPER (High Power laser Energy Facility) e PETAL (PETawatt Aquitaine Laser) - stano guardando come una possibile fonte di energia. L'oscilloscopio potrebbe infatti essere in grado di cogliere le singolarità, ossia gli eventi che si verificano una sola volta o in maniera non del tutto prevedibile.

Ma lo strumento potrebbe anche servire per lo sviluppo di più efficienti tecnologie di telecomunicazione. Qui il limite è dato dall'impossibilità di individuare e risolvere problemi tecnici quando i pacchetti d'informazione vengono compressi. (l.d.p.)

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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

  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

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