da Sorrentino | Mar 13, 2013 | Ricerca, Telescienza
Il futuro tecnologico dell’Europa poggia su un foglio di carbonio spesso un atomo. La Comunità Europea ha lanciato il 28 gennaio scorso a Bruxelles la Flagship ‘Graphene’, uno dei due progetti scelti tra le iniziative che per i prossimi 10 anni, e con un finanziamento di un miliardo di euro, plasmeranno l’innovazione e il futuro tecnologico del continente. Obiettivo è sviluppare appieno le potenzialità del grafene e di altri materiali bidimensionali, producendo uno spettro di nuove tecnologie che mirano a rivoluzionare molti settori industriali e generare maggiore sviluppo economico su scala europea. Il Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) è tra i principali coordinatori dell’iniziativa e guiderà le attività di Graphene dedicate ai settori energetico e dei materiali compositi.
Il grafene ha innescato un’esplosione di attività scientifica fin dai primi rivoluzionari esperimenti che meno di dieci anni fa portarono alla sua scoperta, premiati con il Nobel per la fisica nel 2010 a Andre Geim e Kostya Novoselov. Stupefacente e versatile, questo materiale è da molti indicato come la piattaforma di partenza per innovazioni tecnologiche profonde in numerosi settori.
“Graphene” è il più ambizioso programma di ricerca congiunto mai messo in campo dalla Comunità Europea: coinvolge 126 gruppi di ricerca tra enti, università e industrie in 17 paesi. Le attività, suddivise in 15 aree strategiche, seguiranno una roadmap che porterà il grafene dai laboratori di ricerca alla vita di tutti i giorni con applicazioni in elettronica, ottica, dispositivi flessibili, fino ai materiali compositi e alle batterie di nuova concezione. Una nuova rivoluzione basata sul carbonio che renderà disponibile elettronica di consumo veloce, resistente e flessibile come ‘la carta elettronica’ o cellulari indossabili e pieghevoli, aerei più leggeri ed energeticamente efficienti. E più a lungo termine, innovazioni per le strategie di calcolo e in applicazioni mediche inedite come le retine artificiali.
Di questa Flagship il Cnr è stato il rappresentante per l’Italia e uno dei primi proponenti, d’intesa con le università di Chalmers, Manchester, Lancaster e Cambridge, le aziende Amo GmbH e Nokia, l’Istituto Catalano di Nanotecnologia e l’European Science Foundation. Il progetto coinvolge ora anche altri partner italiani quali Fondazione Bruno Kessler, Istituto Italiano di Tecnologia, Università di Trieste, Politecnico Torino, Politecnico Milano e STMicroelectronics.
In particolare, il Cnr coordinerà due attività strategiche. Le ricerche dedicate ai materiali compositi saranno coordinate da Vincenzo Palermo dell’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività (Isof-Cnr). Sarà invece Vittorio Pellegrini, dell’Istituto nanoscienze del Cnr (CnrNano), a guidare le attività dedicate allo sviluppo di sistemi per applicazioni energetiche”.
“Con questo progetto anticipiamo importanti pezzi del futuro, assicurando all’Europa un ruolo da protagonista nello studio e utilizzo, industriale e commerciale, del grafene, un sorprendente nanomateriale dalla grande versatilità applicativa”, ha dichiarato il Presidente del Cnr, Luigi Nicolais. “Lo facciamo grazie all’entusiasmo e alla bravura dei nostri ricercatori e scienziati. È motivo di grande orgoglio e soddisfazione per la comunità scientifica dell’Ente che vede riconosciuti i suoi sforzi in uno dei più ambiziosi e sfidanti programmi di ricerca comunitari”.
Al grafene, definito il “materiale del futuro” per le sue interessanti proprietà come piattaforma innovativa per applicazioni tecnologiche avanzate in elettronica, energia, tecnologia della comunicazione e per lo sviluppo di materiali compositi, è dedicato il convegno”Low-dimensional carbon nanostructures: graphene and nanotubes”, organizzato il 18 marzo dall’Accademia dei Lincei, con la Fondazione Guido Donegani, e il Consiglio Nazionale delle Ricerche.
da Sorrentino | Mar 12, 2013 | Astronomia, Primo Piano
Un team internazionale di astronomi guidati da ricercatori dell’INAF presenta i primi risultati di un grande progetto che sta ricostruendo la struttura a grande scala dell’Universo quando questo aveva circa metà della sua età attuale. Misurando la distanza di 55.000 galassie con il VLT dell’ESO, i ricercatori hanno prodotto una mappa della distribuzione di materia con un’estensione e un dettaglio mai raggiunti prima a quest’epoca cosmica. Le prime analisi di queste mappe e il loro confronto con l’Universo odierno, forniscono tra le altre cose una misura del tasso di crescita delle strutture in accordo con le previsioni della Relatività Generale. Questo conferma la necessità di considerare la presenza di energia oscura per spiegare l’espansione accelerata dell’Universo che osserviamo oggi. Inoltre, il grande volume esplorato ha permesso già di ottenere la più precisa stima mai ottenuta dell’abbondanza di galassie di grande massa a quest’epoca.
Qual era la struttura dell’Universo nel passato? Com’erano distribuite le galassie che oggi osserviamo in gruppi, ammassi e filamenti che circondano grandi zone vuote, quando l’Universo era più giovane? E’ la crescita della struttura compatibile con le previsioni della Relatività Generale? E come sono evolute le galassie stesse, incastonate come gioielli luminosi nel reticolo cosmico di materia oscura? Sono tutte domande fondamentali per capire come siamo arrivati a ciò che osserviamo ora nello spazio intorno a noi. Domande che oggi cominciano ad avere risposte convincenti, grazie ai primi risultati scientifici realizzati nell’ambito del progetto VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey).
Il progetto è sviluppato da un team internazionale coordinato da ricercatori dell’INAF e utilizza lo spettrografo VIMOS installato al Very Large Telescope (VLT) dell’ESO per ricostruire la distribuzione spaziale delle galassie quando l’Universo aveva circa metà dell’età attuale, ovvero attorno a 7 miliardi di anni. La novità del progetto è nella combinazione senza precedenti delle dimensioni del volume esplorato e del dettaglio con cui la struttura a grande scale viene ricostruita. Misurando le distanze di circa 100.000 galassie in un volume di quasi due miliardi di anni-luce cubici se ne ricostruisce la distribuzione tridimensionale. I risultati presentati in una serie di articoli inviati alla rivista Astronomy&Astrophysics e pubblicati online su arxiv.org si basano sulle prime 55.000 galassie finora osservate. “È il primo traguardo di un lavoro iniziato nel 2008 e che richiederà altri 3 anni per essere completato” commenta Luigi Guzzo, dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, coordinatore generale del progetto.
Il primo e più spettacolare risultato fornito da questi dati è nelle mappe della distribuzione delle galassie basate sulle nuove misure di distanza che mostrano come già a quell’epoca l’Universo fosse organizzato in grandi strutture filamentose, che connettono gli ammassi di galassie e circondano ampie zone vuote. È il cosiddetto Cosmic Web, la ragnatela cosmica che i ricercatori spiegano come il risultato dell’amplificazione da parte della forza di gravità di piccole perturbazioni nell’Universo primordiale. La struttura è analoga a quella osservata nell’Universo più vicino a noi, ma rappresenta un fotogramma intermedio del film cosmico, scattato circa 7 miliardi di anni fa e per di più dettagliatissimo e molto esteso. Un fondamentale passo in avanti che ci permette di avere a disposizione, per la prima volta, una visione d’assieme dell’Universo a queste epoche. Grazie all’estensione di queste mappe, il team di VIPERS è stato in grado di produrre già con il campione attuale dei risultati che migliorano significativamente la nostra conoscenza sia delle proprietà globali della popolazione di galassie, sia della loro distribuzione spaziale a grande scala.
Il livello di disomogeneità alle diverse scale (galassie, ammassi di galassie, filamenti) è infatti strettamente legato alle proprietà delle componenti fondamentali dell’Universo. Quanta e quale materia oscura è necessaria per spiegare ciò che vediamo? Che cosa produce l’accelerazione dell’espansione che oggi osserviamo (la cui scoperta, ricordiamo, è valsa il Premio Nobel nel 2011)? È la cosiddetta energia oscura oppure in realtà stiamo usando una teoria non corretta per descrivere l’Universo su queste scale? Uno dei principali obiettivi di VIPERS riguarda proprio queste problematiche: il processo di aggregazione delle strutture sotto l’effetto della gravità produce dei moti ordinati delle galassie, che dipendono dal comportamento della gravità a grandi scale. Usando un metodo originariamente proposto da membri dello stesso team, uno dei lavori in fase di pubblicazione mostra che la distribuzione e le velocità delle galassie sono compatibili con le previsioni della Relatività Generale e confermano quindi la necessità di inserire una forma di energia oscura nelle relative equazioni, per spiegare l’espansione accelerata.
Nel contempo, VIPERS è stata progettata in modo da fornire un censimento completo della popolazione di galassie luminose entro il volume esplorato. In altre parole, oltre a ricostruire l’ambiente in cui le galassie si formano su grande scala, i dati di VIPERS permettono di risalire alle proprietà delle singole galassie distribuite lungo i filamenti e negli ammassi, ovvero informazioni preziose come la loro luminosità, il colore della loro luce e la massa totale delle stelle che le compongono. Un altro degli articoli in corso di pubblicazione presenta una misura molto precisa del numero di galassie di grande massa già presenti nell’Universo quando questo aveva 7 miliardi di anni. “Avere a disposizione queste informazioni per campioni di centinaia di migliaia di galassie – come sarà il caso di VIPERS al termine del progetto tra tre anni – permette di identificare nel dettaglio i processi e le leggi fisiche che ne regolano l’evoluzione, informazioni che possono essere fraintese se si usano campioni troppo piccoli e non rappresentativi di simili oggetti celesti” commenta Micol Bolzonella dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, che nel progetto coordina gli studi di evoluzione delle galassie. “Un po’ come succede quando una proiezione elettorale si basa su un gruppo di persone troppo piccolo e non rappresentativo della popolazione”. VIPERS permette un salto di qualità da questo punto di vista, portando la precisione delle misure ad un livello paragonabile a quello raggiunto nell’Universo locale.
da Sorrentino | Mar 6, 2013 | Astronomia, Primo Piano
Calcolata da un team di ricercatori, tra cui due astronomi italiani associati INAF, la distanza della Grande Nube di Magellano con un’incertezza pari solo al due per cento. Un risultato mai raggiunto prima, che permetterà di stimare con più precisione sia la velocità di espansione che l’età dell’universo.
È la più accurata misura di distanza mai ottenuta della Grande Nube di Magellano (Large Magellanic Cloud, LMC), la seconda galassia più vicina alla nostra, ed è stata realizzata da un team internazionale di ricercatori tra cui due astronomi italiani associati INAF. Il valore che emerge dallo studio, pari a 162.000 anni luce, è in accordo con stime simili effettuate da altri gruppi di ricerca, ma il principale vantaggio della nuova misura è quello di essere caratterizzata da un livello di incertezza molto piccolo, pari solo al due per cento, ossia meno della metà della migliore stima effettuata in precedenza. Questa misura super precisa è fondamentale per astronomi e cosmologi in quanto la distanza della Grande Nube di Magellano è il primo ‘gradino’ della ‘scala delle distanze cosmiche’. Conoscere con precisione questo valore significa ridurre sensibilmente l’errore sulla distanza di oggetti celesti assai lontani e in ultima analisi riuscire a stimare più accuratamente, tramite la costante di Hubble, la velocità di espansione e l’età dell’universo.
È stato un lavoro lungo e laborioso quello del team, che ha passato al setaccio la sterminata mole di dati di quattordici anni di osservazioni condotte nell’ambito del progetto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). Oltre 35 milioni di stelle contenute nel database sono state controllate, permettendo di individuare dodici sistemi stellari particolari, ovvero del tipo binario ad eclisse, dei quali otto sono stati scelti per ulteriori osservazioni con lo spettrografo MIKE installato al telescopio Magellan Clay all’osservatorio Las Campanas in Cile e con lo spettrografo HARPS operativo presso il telescopio da 3,6 metri dell’ESO a La Silla, sempre in Cile. Un ulteriore monitoraggio durato ben otto anni. Ma l’impegno è stato finalmente ripagato.
“Essere riusciti a individuare e a misurare i due parametri fondamentali di questi sistemi, ovvero le loro variazioni di luminosità e velocità radiale, ci ha permesso di ottenere una distanza molto precisa e soprattutto non basata su assunzioni teoriche sulle loro proprietà e senza l’ausilio di un modello matematico della struttura geometrica della galassia che li ospita” dice Giuseppe Bono, dell’Università di Roma “Tor Vergata” e associato INAF che insieme al suo collega Pier Giorgio Prada Moroni, dell’Università di Pisa e anch’egli associato INAF, ha partecipato allo studio, pubblicato nell’ultimo numero della rivista Nature. “Poiché la Grande Nube di Magellano è così vicina a noi, è stata da sempre oggetto di misure di distanza con i più svariati metodi e se ne contano finora svariate centinaia. Siamo però davvero soddisfatti di essere riusciti ad ottenere un valore così affidabile e preciso, con un’incertezza solo del due per cento, che è meno della metà della migliore tra tutte le stime fatte in precedenza”.
Grazie a questo lavoro si prefigura un sensibile miglioramento della stima anche della costante di Hubble, uno dei parametri cosmologici fondamentali che descrivono il processo di espansione dell’universo e, di conseguenza, una stima indipendente della sua età. “Sfruttando questa misura, saremo in grado di ottenere il valore della costante di Hubble con una precisione del 2 o 3 per cento, mentre oggi è del 5-10 per cento” continua Bono. “Potremo così conoscere meglio come sta evolvendo il nostro universo e quindi, cosa altrettanto importante, ricavare con maggiore accuratezza la stima della sua età che potrà essere confrontata con le stime di età degli ammassi globulari”.
da Sorrentino | Mar 6, 2013 | Fisica, Telescienza
Sicuri al 100 per cento. La particella osservata per la prima volta il 4 luglio del 2012 al Cern di Ginevra è proprio il bosone di Higgs. L’annuncio definitivo è arrivato in via ufficiale da Sergio Bertolucci, direttore della ricerca del Cern, nel corso di una conferenza tenuta a Le Thuile in Valle d’Aosta. Nel corso degli otto mesi successivi alla prima osservazione gli scienziati hanno continuato a lavorare intorno all’acceleratore di particelle Lhc per ottenere le conferme relative. Le misure effettuate sulla particella, rivelatasi essere il bosone di Higgs, hanno confermato che essa ha spin pari a zero come previsto dal modello standard elaborato nel 1964 da Peter Higgs che teorizzò l’esistenza del nuovo bosone. La sua presenza era necessaria per spiegare come mai le particelle fondamentali hanno una massa, e anziché schizzare nell’universo alla velocità della luce interagiscono, si attraggono l’una con l’altra e formano la materia così come la vediamo sulla Terra e negli astri. C’è grande soddisfazione nella comunità dei fisici, quasi diecimila, che hanno contribuito al raggiungimento di questo eccezionale risultato. A guidarli sono stati Fabiola Gianotti e Guido Tonelli. La conferma dell’avvenuta scoperta del bosone di Higgs traccia un nuovo e prevedibilmente lungo filone di ricerca che riguarda la materia oscura, quella che per il 96% della massa dell’universo resta invisibile ai nostri occhi.
da Sorrentino | Mar 5, 2013 | Attualità, Primo Piano, Telescienza
I padiglioni della Città della Scienza di Napoli sono stati distrutti da un incendio che nel volgere di poche ore ha cancellato uno dei progetti meglio riusciti nell’area del Mezzogiorno. La Fondazione Idis e il prof. Vittorio Silvestrini, illustre fisico e scienziato, avevano fatto risorgere l’area dell’ex acciaieria di Bagnoli, scrivendo vent’anni or sono un capitolo della nuova stagione del rinascimento partenopeo. La Città della Scienza era e resta luogo di divulgazione della scienza e humus culturale per la Campania e più in generale per il meridione d’Italia. Nell’ambito di Futuro Remoto, la manifestazione annuale su tematiche della scienza e della conoscenza, la Città della Scienza ha ospitato la mostra “Le Fabbriche del Cielo”, inaugurata in occasione del Congresso Internazionale di Astronautica dell’ottobre 2012. La struttura, che conta oltre 350mila visitatori l’anno, è stata concepita come vera palestra della scienza, con una serie di esposizioni permanenti, mostra temporanee, percorsi multidisciplinari, il planetario, laboratori per i più piccoli. Una offerta didattica e ludica racchiusa nel più generale progetto di Science Centre, primo museo scientifico interattivo di seconda generazione “Hands-on” realizzato in Italia, incentrato sulla multimedialità e il coinvolgimento in esperimenti scientifici dal vivo, in grado di richiamare indifferentemente l’attenzione di scuole e famiglie. Un vero e proprio strumento educativo di diffusione della cultura scientifica e tecnologica con l’obiettivo di stimolare nel visitatore la voglia di capire i fenomeni scientifici attraverso una metodologia innovativa.
Venerdì 22 marzo nell’auditorium della Città della Scienza, l’unica area scampata all’incendio, l’Associazione Space Renaissance e l’AIDAA hanno promosso il convegno “Espansione della civiltà nello Spazio: aspetti economici, tecnologici, etici e sociologici”. La sede dell’importante evento resta confermata e vale come gesto di vicinanza e solidarietà nei confronti di chi ha contribuito a costruire una delle più belle realtà in grado di avvicinare alle meraviglie della scienza. Un appuntamento culturale che ci si augura possa segnare la rinascita di quanto è andato in fumo.
