Nobel per la Fisica 2017 alle onde gravitazionali e quello per la Chimica alla microscopia crioelettronica

4 10 2017

      Le onde gravitazionali previste da Einstein cento anni fa e scoperte da gruppi di ricercatori due anni fa hanno portato il Premio Nobel a tre statunitensi: Rainer Weiss (di origine tedesca) ma al Mit di Harvard, Barry C. Barish e Kip S.Thorne, entrambi al Caltech. L’annuncio è stato dato ieri e nelle motivazioni dell’assegnazione del premio viene menzionato anche il Progetto Virgo di Cascina, vicino Pisa che ha consentito di confermare la rilevazione delle onde già individuate dai due interferometri statunitensi Ligo e determinarne la regione dell’Universo di provenienza. Anche se non è stato premiato alcun italiano c’è stato un riconoscimento internazionale alla ricerca italiana. Per saperne di più: Rivista Focus e video Know How, Nobel per la Fisica 2017.

      Il premio Nobel per la Chimica annunciato oggi, invece, è stato assegnato a Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson per la microscopia crioelettronica che ha consentito di esplorare in modo tridimensionale la struttura delle molecole biologiche. Questa tecnica ideata circa venti anni fa e perfezionata gradualmente può applicarsi a molti campi della ricerca microscopica: dallo studio dei batteri a quello dei virus e alle molecole che si trovano sulla loro superficie.

      La microscopia crioelettronica consente una visualizzazione molto più dettagliata, tridimensionale e nitida delle biomolecole dopo averle portate molto velocemente alla temperatura di congelamento. Questa nuova tecnica permette di superare quella della cristallografia a raggi X, sviluppata negli anni 50 del secolo scorso e che consentì, tra l’altro, gli studi di Rosalind Franklin che portarono alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA a Watson e Crick e la tecnica della risonanza magnetica sviluppata negli anni ’80. Per approfondire: Le Scienze , video rds.it, video Repubblica.it .




Onde gravitazionali captate anche in Italia

28 09 2017

     Prosegue il cammino verso una maggiore conoscenza dell’Universo. Ieri, all’apertura del G7 della Scienza a Venaria Reale (TO), è stato dato l’annuncio della rilevazione di un nuovo evento di onde gravitazionali. Questa volta le onde, oltre che dagli interferometri gemelli statunitensi di LIGO (uno a Livingstone, in Louisiana, e l’altro a Hanford, Washington), sono state registrate anche in Italia dall’interferometro del progetto europeo Advanced VIRGO, situato a Cascina vicino Pisa e costruito in collaborazione tra l’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN) e il CNRS francese. È la quarta volta che si rilevano onde gravitazionali, ma disporre di tre interferometri che lavorano in parallelo consente una maggiore individuazione della sorgente delle onde ed una migliore raccolta ed elaborazione dei dati.

     I dati statunitensi e quelli italiani sono concordi: l’onda gravitazionale ha attraversato l’intero pianeta Terra ed è stata emessa dalla fusione turbinosa di due buchi neri, dalle dimensioni rispettivamente di 25 e 31 masse solari, lontani dalla Terra circa 1,8 anni luce. Secondo gli studiosi, la massa complessiva del nuovo buco nero sarebbe di 53 masse solari e non 56 perciò la materia equivalente a ben tre masse solari si sarebbe convertita in onde gravitazionali e, forse, in qualche altra cosa.

     Il G7 Scienza è iniziato con un annuncio sensazionale quindi, frutto della collaborazione tra le due grandi infrastrutture tecnologiche statunitensi ed europee che aumentano il potenziale di ricerca per una maggiore comprensione dei fenomeni dell’Universo.

     I dati raccolti consentono anche di orientare opportunamente le parabole dei vari osservatori sparsi in diversi luoghi della Terra, soprattutto quelli sulle Ande sudamericane.

     Le onde gravitazionali sono il frutto delle increspature causate da eventi catastrofici che coinvolgono enormi masse nell’Universo, con effetti su quattro dimensioni: le tre dello spazio e il tempo, quindi si ha un’unica nuova dimensione, lo spazio-tempo, prevista insieme alle onde gravitazionali circa un secolo fa da Albert Einstein nella teoria della relatività generale.

Per approfondire, alcuni video: TeleGalileo dentro l’interferometro Virgo di Cascina. Terza rilevazione di onde gravitazionali per LIGO. Superquark: onde gravitazionali.




Onde gravitazionali: la scoperta del secolo?

11 02 2016

     Si sta tendo in questi minuti la conferenza su quella che alcuni annunciano come la scoperta del secolo, quella delle onde gravitazionali. La conferenza, in contemporanea a Cascina (Pisa, Italia) e Washington D.C. (USA), annuncia l’osservazione diretta di onde gravitazionali da parte dell’osservatorio Ego negli Stati Uniti, specifico per queste particolari onde mai osservate prima. Queste onde sarebbero state generate dalla fusione di due buchi neri le cui masse corrispondono a circa 29 e 36 masse solari. Il buco nero massiccio generato avrebbe una massa pari a circa 62 masse solari, le tre masse solari mancanti avrebbero prodotto l’energia necessaria per generare le onde gravitazionali osservate. I commenti dei prossimi giorni ci permetteranno di conoscere i dettagli della ricerca.

      L’esistenza delle onde gravitazionali, particolari “increspature” in relazione con le dimensioni spazio e tempo, venne predetta da Einstein ormai oltre cento anni fa. Per cercare di confermare l’individuazione di queste onde, sono stati ideati e assemblati materiali che dovrebbero costituire un vero e proprio osservatorio spaziale. Per testare questi materiali, lo scorso dicembre l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), utilizzando il lanciatore Vega, ha inviato nello spazio la sonda Lisa Pathfinder che sta orbitando a circa un milione e mezzo di km dalla Terra. Il nocciolo di Lisa Pathfinder è costituito da un interferometro composto da specchi e raggi laser interposto tra due cubi mantenuti sotto vuoto e alla stessa distanza. Le tecnologie installate dovrebbero mantenere i due cubi in perfetto equilibrio e liberi dalla gravità terrestre: ogni minimo movimento rispetto alla loro posizione reciproca dovrebbe essere causato dalle onde gravitazionali e rilevato dal micro-newton electric propulsion, un propulsore di nuova concezione.

     La missione di Lisa Pathfinder durerà circa sei mesi, il tempo necessario per collaudare queste nuove tecnologie e verificarne l’efficacia. Poi si procederà, probabilmente con collaborazioni di altre Agenzie internazionali, alla messa a punto di un vero osservatorio permanente di onde gravitazionali.

     Finora la comunità scientifica aveva solo prove indirette dell’esistenza delle onde gravitazionali, ottenute dall’osservazione e dallo studio delle stelle pulsar binarie (stelle di neutroni, scoperte da Jocelyn Bell e Antony Hewish nel 1967, formate dopo l’esplosione di una stella in supernova). L’osservatorio permetterebbe di ottenere altre prove dirette e decisive su queste particolari onde che determinano impercettibili variazioni di distanza tra gli oggetti. Se la missione Lisa dovesse funzionare, come tanti si aspettano, sarà preparata “evolved Lisa” che condurrà all’osservatorio delle onde gravitazionali. Sarebbe un enorme passo avanti nella comprensione della struttura del nostro Universo, considerato che l’osservazione delle onde gravitazionali, fino a dieci anni fa era ritenuto un compito impossibile perché, come scrisse Gianluca Gemme dell’INFN di Genova nel 2008, “Anche se emesse da sorgenti astrofisiche di enorme potenza (per es. le Suparnovae), la deformazione indotta [dalle onde gravitazionali] su un oggetto macroscopico sulla Terra è tipicamente dell’ordine di 10-21.”

Rappresentazione artistica di onde gravitazionali: www.media.inaf.it. Crediti, anche per immagini: http://sci.esa.int/lisa-pathfinder/

Per saperne di più: immagini e video dell’ESA. Le onde gravitazionali.

Video: Lancio con il vettore Vega, il 3 dicembre 2015. Seconda parte.

 

Video commento dell’annuncio: INAF TV.