Designer di atomi

Esistono designer per qualsiasi cosa, anche per gli atomi. E per Bradley Sherrill, docente di fisica e co-direttore del National Superconducting Cyclotron Laboratory presso la Michigan State University (Usa), l’architetto di particelle è una delle figure chiave del futuro prossimo.

Secondo Sherrill infatti, per risolvere alcuni attuali problemi (dalla diagnostica in medicina all’energia) e aprire la porta a tecnologie rivoluzionarie, gli scienziati dovranno impegnarsi a trovare nuovi isotopi (varianti di atomi che hanno lo stesso numero di elettroni e protoni, ma che si distinguono per numero di neutroni). “Abbiamo sviluppato una notevole abilità negli ultimi dieci anni che ci permette ora di costruire alcuni isotopi utili. Si tratta di nuovi strumenti che ci mostrano nuove direzioni”.

Alcune di queste possibilità sono spiegate dallo scienziato in un articolo sull’ultimo numero di Science. Per dirne alcune, Sherrill ritiene che le nanotecnologie non siano affatto l’ultima frontiera del molto piccolo. Cambiamenti nella chimica degli elementi che hanno portato alla formazione degli atomi all’interno delle stelle sono stati ricreati in laboratorio; avanzamenti nella conoscenza del nucleo hanno dato tecnologie mediche come la tomografia a emissione di positroni, che crea particolari isotopi per “seguirli” e individuare alcuni tipi di tumore.

Non tutti gli isotopi teoricamente possibili sono presenti in natura. Perché alcuni si formino – ovvero per costringere un certo numero (stabilito da noi) di elettroni, protoni e neutroni a stare insieme – sono necessarie energie molto elevate. Così il futuro per la fisica nucleare statunitense sarà dettato dagli investimenti, da parte del Dipartimento per l’Energia nei prossimi 10 anni, nel campo degli isotopi rari (Facility for Rare Isotope Beams) per lo studio di strutture atomiche e per la astrofisica nucleare. “Ci sono isotopi che non sono semplici da produrre. Questa è la frontiera su cui stiamo lavorando”, spiega il fisico. Un ampio catalogo di radioisotopi, infatti, potrebbe rivelarsi molto utile per la bio-medicina, la sicurezza internazionale (per le applicazioni nella scienza forense) e, ovviamente, per la prossima generazione di reattori nucleari. (t.m.)