Ecco perché Superman viola le leggi della fisica

Super velocità, super forza, sguardo laser e la capacità di volare, eppure la caratteristica di Superman veramente impossibile sarebbe un’altra. O meglio, a essere fisicamente impossibile sarebbe proprio la fonte dei superpoteri dell’Uomo d’acciaio: la capacità delle sue cellule di assorbire l’energia del Sole. A scoprirlo è stato un gruppo di studenti di fisica della University of Leicester, che in un articolo apparso sul Journal of Physics Special Topics ha calcolato la quantità di energia che Superman potrebbe ricavare dalla luce della nostra stella, arrivando alla conclusione che la versione raccontata nei fumetti della DC violerebbe la legge di conservazione dell’energia.

Facciamo però un passo indietro. Per chi fosse (colpevolmente) all’oscuro della genesi dei poteri di Superman, ecco il retroscena. È in realtà Kal-El, figlio di Jor-El, uno scienziato del pianeta Krypton, che lo ha inviato sul nostro pianeta prima che il loro mondo d’origine fosse distrutto da una violenta esplosione. Perché proprio la Terra? Perché il Sole, la nostra stella, emetterebbe particolari radiazioni elettromagnetiche, capaci di donare poteri semi divini all’organismo di un kryptoniano, e di renderlo praticamente invincibile.

Un laboratorio per la gravità quantistica

E se per illuminare quell’inquietante 96 percento d’universo oscuro che tanto imbarazza gli astrofisici fossero sufficienti un piccolo pianetino, Eris, e la sua minuscola luna Disnomia? L’ipotesi, pubblicata online su Astrophysics and Space Science nel novembre scorso, è di quelle da prendere con guanti e molle insieme. Ma è talmente affascinante che vale la pena ripercorrerne le tappe. A partire dal vuoto.

Nel ribollio del nulla

Il vuoto, stando alla fisica quantistica, tanto vuoto non sarebbe. Una fra le metafore alle quali spesso ricorrono gli scienziati per descriverlo è infatti quella della zuppa: un gorgoglìo incessante di particelle virtuali – coppie di materia e antimateria – che emergono dal nulla per poi annichilarsi a vicenda in un intervallo di tempo infinitesimale. Talmente breve da rendere la loro esistenza, per l’appunto, virtuale.
Virtuale fino a un certo punto, sostengono però alcuni. Secondo Dragan Hajdukovic, un fisico montenegrino che collabora con il CERN, queste particelle evanescenti potrebbero esibire – nel corso della loro inafferrabile esistenza – cariche gravitazionali opposte: attrattiva e repulsiva, dunque, un po’ come avviene per le cariche elettriche, che possono essere positive o negative.

Addio all’universo oscuro?

Ma Dragan Hajdukovic si spinge oltre. Secondo la sua teoria, in presenza di un campo gravitazionale queste particelle virtuali darebbero origine a un campo ulteriore: un secondo campo gravitazionale, forse in grado di rendere conto, per esempio, della discrepanza fra la massa della materia ordinaria delle galassie e la loro curva di rotazione.

Un laser per vedere nel torbido

                            

Latte, fumo, nebbia, sangue sono tutti colloidi, cioè miscele in cui una sostanza di dimensioni microscopiche è dispersa in un’altra: ad esempio, nel latte, molecole proteiche disperse in acqua. Tutti i colloidi sono torbidi, cioè non trasparenti alla luce. Questo impedisce di poter vedere attraverso tali miscele con le tradizionali tecniche ottiche come il microscopio, limitando la possibilità di studiare diversi fenomeni come la microfluidica o la biologia marina.
Ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ino-Cnr) di Napoli, guidati da Pietro Ferraro, hanno avviato una ricerca su una tecnica ottica che permette di vedere anche attraverso fluidi torbidi grazie all’utilizzo del laser.
“Il metodo ideato permette, tramite una tecnica ottica di tipo interferometrico che fa uso del laser, di vedere oggetti che si trovano in mezzi torbidi, anche di dimensioni microscopiche”, spiega Melania Paturzo, ricercatrice Ino-Cnr. “I campi di applicazione vanno dalla microfluidica per la medicina, alla scansione dei fondali marini, alla visione di oggetti avvolti da nebbia o fumo e quindi la tecnica proposta può avere ricadute anche nel campo della sicurezza”.

I ricercatori trentini «incastrano» gli atomi di sodio

Al centro BEC di Povo per la prima volta in Italia è stato prodotto un condensato di Bose Einstein da vapori atomici di sodio. Dallo studio dei gas ultrafreddi un aiuto fondamentale anche per realizzare i futuri computer quantistici.

Trento, 12 gennaio 2013 - (e.b.) Per la prima volta in Italia un gruppo di ricercatori ha realizzato un condensato di Bose Einstein partendo da atomi di sodio.
È accaduto nel laboratorio Gas Ultrafreddi che fa parte del centro BEC - Bose Einstein Condensation (CNR e Università di Trento) e ha sede a Povo, nel Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento. I ricercatori hanno scelto gli atomi di sodio per le loro proprietà favorevoli (un'ottima capacità refrigerante e stabilità chimica). Il risultato riportato dal team trentino si colloca in un settore di punta della ricerca: il campo dei gas ultrafreddi che ha subito una forte accelerazione a partire dal 1995, quando la condensazione di Bose-Einstein in vapori atomici venne osservata per la prima volta. Gli sviluppi di temi legati a questo campo - come il raffreddamento laser di gas, l'ottica quantistica e la spettroscopia ad altissima risoluzione - negli ultimi anni hanno portato all'assegnazione di ben 10 premi Nobel.
Gabriele Ferrari del centro Bose Einstein Condensation spiega come sia stato prodotto il condensato di Bose Einstein di atomi di sodio nel laboratorio di Povo:

FISICA: OTTENUTA UNA TEMPERATURA ASSOLUTA NEGATIVA

 "Ottenuta temperatura assoluta inferiore allo zero assoluto", titolano oggi fonti come l'agenzia ANSA e diversi quotidiani nazionali.

                                      Rappresentazione artistica di distribuzioni termiche: 

                                      per temperature positive (sfere blu) la maggior parte degli atomi 

                                      occupano stati di bassa energia e solo pochi atomi hanno alte energie. 

                                      Per  temperature negative (sfere rosse), la distribuzione è invertita

                                      e la maggior parte degli atomi occupano stati ad alta energia.

                                      L'asse verticale rappresenta l'energia.

                                      Immagine: LMU/MPQ Munich

 In realtà certi sistemi semi-isolati possono raggiungere temperature negative che tuttavia non sono propriamente più fredde dello zero assoluto. 

Possono essere pensati come sistemi con temperatura più grande dell'infinito. 

Lo zero assoluto è la temperatura più bassa che teoricamente si possa ottenere in qualsiasi sistema macroscopico, e corrisponde a 0 K
(–273,15 °C).

Simon Braun e colleghi della Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen, Germania, hanno ottenuto una temperatura negativa assoluta spostando alcuni atomi di un gas ultrafreddo in sistemi di  spin localizzati .

Bert Hickman: Opere d’arte create con un acceleratore di particelle

Queste straordinarie opere sono state create dallo scultore Bert Hickman e dal fisico Todd Johnson, avvalendosi di un acceleratore di particelle a 5 milioni di volts. Le cariche attraversano i blocchi di plastica generando delle figure davvero suggestive.

LHC, nuova materia da studiare

Gli esperimenti condotti nel Large Hadron Collider continuano a far discutere: l'acceleratore di particelle europeo dell'Apocalisse mancata e del "quasi" bosone di Higgs avrebbe ora generato un nuovo tipo di materia sin qui mai osservato in via sperimentale.

A suggerire l'ipotesi sono i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology, i quali lavorando sui dati raccolti con l'esperimento CMS (Compact Muon Solenoid) hanno rilevato l'esistenza di un comportamento anomalo delle particelle generate dall'impatto fra atomi di piombo ionizzati e protoni a velocità prossime a quella della luce.

In seguito all'impatto, le particelle dovrebbero dirigersi in ogni direzione senza seguire un percorso particolare e definito, ma i dati svelano che alcune coppie di particelle prendono invece a dirigersi nella stessa direzione. Le particelle sono coordinate, e in teoria non avrebbero modo di comunicare la rispettiva direzione l'una all'altra.