Categoria: chimica

Il vuoto che ho dentro

Mi capito spesso di sentirmi vuoto, un po’ inutile. Mi capita di guardare le mie giornate scorrere senza davvero capirne il senso o con la netta impressione che non stanno lasciando traccia. Mi capita di vivere per riflesso o addirittura di non cogliere la bellezza di questa vita.

Sicuramente è a causa di una mia scarsa profondità morale, ma forse anche a causa di tutto il vuoto che ho dentro. Incolmabile.

Nel senso che io, e fatemelo dire, anche voi siamo fatti per la maggior parte di nulla, di vuoto, di spazio senza materia. Siamo degli ingombranti volumi fatti di pochissima massa e di moltissimo nulla.

Ora, a parte le irrinunciabili divagazioni metafisiche che questa costatazione mi porta a fare, il punto è che siamo fatti di materia. La materia è fatta di molecole e queste di atomi e gli atomi (ahimè) sono fatti sostanzialmente di… vuoto.

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Allora, senza fare la solita sbrodolata, gli atomi sono i costituenti della materia a loro volta costituiti da particelle subatomiche (protoni, neutroni ed elettroni) che si sono organizzati in un sistema relativamente semplice (scopiazzando dal nostro sistema solare anche se il paragone non mi piace particolarmente a causa della sostanziale differenza delle forze in gioco). C’è un nucleo centrale formato in genere da neutroni e protoni attorno al quale ruotano gli elettroni. Questi sono disposti in una specie di nuvoletta (gli orbitali) nei quali c’è un’altissima probabilità (e qui entra in gioco la statistica nella meccanica quantistica) di trovarli. La maggior parte della massa dell’atomo è nel nucleo (il nucleo è qualcosa come 1800 volte più pesante degli elettroni), mentre gli orbitali… fanno volume.

Quindi, un atomo è una struttura molto piccola, con quasi tutta la massa nel nucleo ed una piccolissima parte statisticamente a distanze moooolto grandi, in proporzione alle dimensioni del nucleo. Ed ecco fatto il nostro vuoto.

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Immaginiamo un’arancia che abbia dimensioni pari a quelle del pianeta terra Terra. A questo punto gli atomi dell’arancia sarebbero grandi come ciliegie. Miriadi di ciliegie strettamente impacchettate in un globo delle dimensioni della Terra: ecco un’immagine ingrandita degli atomi di un’arancia.
[Il Tao della Fisica, F. Capra]

Buttiamo due numeri: il raggio medio di un atomo è qualcosa come 10^-11 metri, mentre il raggio medio del nucleo è circa 10^-15 metri; il risultato (considerando che nella formula del volue della sfera ci sono i cubi di questi raggi) ci porta a dire che l’atomo è vuoto (distanza media fra nucleo ed elettroni) al 99.999999999999%!!

Così, a spanne: un uomo medio peserà 70 kg, che considerando una densità unitaria (acqua) corrisponde a 0.07 m3, ovvero circa 70 litri. Saremo qualcosa come 7.000.000.000 di esseri umani su questa faccia di Terra e ciascuno ha una massa che sarebbe condensabile nel 0.000000000001 del suo volume. Risultato: circa mezzo litro.

Ed ora fantastichiamo un po’. Diciamo che riusciamo a togliere (e come?) tutto lo spazio vuoto dali atomi, e quindi rimanere solo con il minimo volume necessario a contenere la nostra massa (si, la nostra densità, che è circa quella dell’acqua, aumenterebbe a dismisura); il risultato sarebbe che tutta l’umanità sarebbe contenuta in una pallina da tennis, o in una zolletta di zucchero o comunque sarebbe qualcosa di meno di un litro di volume.

Affascinante.

Siamo quindi fatti sostanzialmente di nulla. Allora la domanda sorge spontanea: come è possibile che quando due corpi si incontrano riescono a non compenetrarsi (il nostro sedere non passa attraverso la sedia) se sono fatti entrambi di vuoto? Ed è nuovamente la meccanica quantistica a spiegarci l’arcano.

Due elettroni non possono trovarsi contemporaneamente nello stesso stato quantistico, quando due elettroni si avvicinano, superato un certo limite iniziano a respingersi (l’esempio di due calamite è qui molto calzante): principio di esclusione di Pauli.
Quindi le molecole che compongono un corpo non possono arbitrariamente essere spinte le une verso le altre, poiché gli elettroni di ogni molecola non possono entrare nello stesso stato degli elettroni di un’altra molecola.

Quando ci sediamo su una sedia in realtà… non la tocchiamo ma lievitiamo a qualche nanometro di distanza su di essa, respinti dalle forze elettriche degli atomi che compongono la sedia: le forze elettriche ci rendono effettivamente solidi.

Affascinante, nuovamente.

WU

PS. Ovviamente la percentuale di vuoto e tutti i fanta-calcoli che ne derivano sono valori medi essendo gli atomi tutti diversi ed essendo noi (ma in fondo tutta la materia) costituiti da una miriade di elementi.

Altrettanto ovviamente sentendo i ragionamenti di certe persone viene il fondato dubbio che la percentuale di vuoto sia molto molto maggiore del mio male di vivere.

PPSS. Chiedo scusa ai puristi della meccanica quantistica, in quanto il concetto di volume e raggio dell’atomo, a livello microscopico appaiono assolutamente fuori luogo, trattandosi di orbitali quantistici in cui gli elettroni hanno una data probabilità di trovarsi: quello che chiamiamo vuoto non è affatto vuoto, solo non c’è materia…

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Cotone fulminante

Mettiamo insieme cellulosa, acido nitrico ed acido solforico (ovviamente tutte cose abbiamo sotto mano in questo momento), quello che otteniamo è un composto esplosivo ben noto come trinitrocellulosa (nitrocellulosa ad alto contenuto di azoto).

Precursore della dinamite l’esplosivo è in giro del 1845 ed ha dato vita ad una pletora di derivati più o meno stabili e quindi di successo.

E’ un esplosivo in qualche modo controllabile e versatile ed il suo essere noto, fabbricabile, gestibile da lungo tempo negli usi più disparati (flash delle prime macchine fotografiche, propellente delle cartucce nelle armi da fuoco, trucchi di magia, etc.) ha anche consentito il sedimentarsi nella lingua (beh, non proprio quella di tutti i giorni) della contrazione delle due parole; cotone fulminante è quello che chiamiamo in gergo (??) fulmicotone.

Espressione decisamente dal sapore retrò, di non largo uso, di non facile contesto, ma ovviamente (IMHO) bellissima. Qualcosa al fulmicotone è qualcosa di brillante, velocissimo, esplosivo, impetuoso, dotato di grande potenza.

I soci del Gun Club, associazione americana di artiglieri con sede a Baltimora, annunciano di aver inventato un cannone capace di sparare un proiettile in grado di raggiungere la Luna. Il progetto prevede che il proiettile sia di forma sferica, costruito in alluminio, e che il dispositivo di lancio, un’enorme bocca in ghisa scavata nel terreno, utilizzi come detonatore il Fulmicotone (o Nitrocellulosa). Mentre i più illustri scienziati discutono la questione, da tutto il mondo piovono sottoscrizioni per finanziare l’impresa.
[Jules Verne, Dalla terra alla luna, 1865]

Affascinato; giusto il tempo di incantarmi in un’altra giornata al fulmicotone (ma, purtroppo, solo nel senso di oberata da impegni, non di brillante).

WU

I miei bio-fotoni

Siamo al limite fra quello in cui potrei credere, il rispetto per l’idea e per la ricerca, la trama di un fil di classe B, un concetto che mi affascina ed una cazzata paurosa.
In base al nostro umore condizioniamo l’ambiente circostante. Detto così mi pare già più alla mia portata. Ma intendo dire che lo condizioniamo perché lo illuminiamo, nel vero senso della parola.

Attorno a noi, esisterebbero (almeno un po’ di condizionali fatemeli usare) delle nubi di bio-fotoni che dipenderebbero in numero ed intensità dal nostro umore.

Tiriamo un respiro.

Lo scopo dei recenti studi è quello di verificare se esiste un’interconnessione fra benessere percepito e numero di bio-fotoni emessi. La prima cosa che mi viene da dire è che si da per scontante, in uno studio del genere, l’esistenza dei bio-fotoni… e trovo che è proprio così se non altro per il fatto che esiste una certa bibliografia a riguardo (e vi risparmio tonnellate di link) e che se ne sono occupati ricercatori e riviste riconosciute. A me mi pare un’emerita cazzata o comunque non sufficiente a dimostrare l’esistenza di qualcosa che, per quanto ho potuto vedere, manca di una vera e propria conferma sperimentale (si, secondo IL Metodo Sperimentale); ad ogni modo lasciamo correre, se siamo qui a parlarne ancora finisco che metto tutta una nube di bio-fotoni e poi non riesco più a guardare lo schermo (e sarebbe forse meglio; “vi invoco, oh miei bio-fotoni!”).

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Ovviamente quando dai per certo che esistono i bio-fotoni vuoi anche capire come si comportano e che fanno. Ed infatti le recenti ricerche (sto facendo di tutto per non fare nomi e non citare “pubblicazioni”) mirano a scoprire come si emettono, se sono correlati all’umore, se sono un qualche modo visibili e se si possono trasferire da un individuo ad un altro.

[…] different stages in which energy is intentionally collected and later intentionally addressed towards another individual, which highlights how the ability to create and influence reality becomes an essential feature of life. The energy is retrieved as bio-photons emission and represented in form of theta and delta waves.

Human Bio-Photons Emission: an observational Case Study of Emission of Energy Using a Tibetan Meditative Practice on an Individual (no, questo proprio non potevo ometterlo… e vi prego di rileggere bene il titolo) è un articolo che fa uso di due strumentazioni all’avanguardia per scattare fotografie della nube di bio-fotoni che circonda ciascuno di noi.

In particolare la ricerca ha fatto uso di un rilevatore astronomico nella banda dell’ultravioletto (ovviamente non visibile all’occhio umano) e di un sistema che rileva le tensioni dell’individuo (ad esempio quelle psicologiche) già in fase di sperimentazioni in alcuni aeroporti americani.

This technology allows detecting light from invisible stars and emissions from bodies and mental activities which are not visible to the naked eye. The camera used for the current investigationis a CCD, able to function also in conditions of daylight. The assumption on which this technology is based is that each individual has a bio-field (referred to as individual energetic system in eastern medicine) which emits or absorbs light, and, depending on the individual’s mental activities or on the energy originating from the surrounding environment, the camera records a phenomenon called luminescence in form of white light, which can be located in one or more body areas, or outside the body.
[…]
The Future Attribute Screening Technology (or FAST) video-camera has the same system used in security control points of some USA airports, to record the vibrations deriving from emotions, psychological tension state, modification of breath and heartbeat recorded from by individuals deemed to be potentially dangerous. The vibratory states are also related to a color scale which links them to different types of cerebral waves.

… si, avete letto bene, si parte dall’ipotesi che ciascuno abbia un bio-field… non è una conclusione.

Ora (intendo nel 2018), partendo da questo genere di “studi”, “foto” ed “articoli” pregressi ci siamo messi a fotografare in queste specifiche lunghezze d’onda i bio-fotoni di molti pazienti “a caso”. Il risultato? Foto con fantastici contorni sfumati di varie tinte e di vario spessore… basta trovare una ragione per correlarli con qualcosa a caso ed abbiamo la prossima (e definitiva?) prova dell’esistenza dei bio-fotoni.

WU

PS. Non che non creda in assoluto che non emettiamo particelle, possibilmente che emettano anche in una qualche lunghezza d’onda, ma non credo che questa sia ancora una scoperta verificata per passare allo stadio successivo: accoppiarla con fenomeni oggettivi ed “umani” come l’umore. E per di più chiamando in causa l’entanglement quantistico che non è mica il porto di ogni fenomeno incerto/inspiegabile?!

Two-ended cone

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Questo per quanti si aspettano ancora l’elfo con il pentolone pieno di pepite. I tempi sono cambiati… anche se non per forza in maniera così scientifico-purista come la vede Randall qui.

Il concetto di superfici senza bordi mi ha sempre affascinato (facilmente generalizzabile a tutte quelle topologie strane figlie del Nastro di Moebius), ma il pensiero che ciò che vediamo è in effetti contenuto in un doppio cono effettivamente non mi ha mai sfiorato.

Ed ancora più notevole l’alt-text che ci ricorda che essendo la retina la parte esposta alla luce del nostro cervello, se noi pensiamo a dell’oro mentre guardiamo l’arcobaleno (per tutti coloro che non hanno la forza e la bravura di abbandonarsi semplicemente alla bellezza del creato) allora abbiamo oro a tutti gli estremi dei coni.

Ora la considerazione che mi viene da fare è, ma dato che praticamente nel sole abbiamo una fornace nucleare che genera un po’ tutto quello che ci circonda (dalla materia all’energia), il concetto che viviamo in un cono nel cono che ha vertice nel sole potrebbe applicarsi a tutto; e come non pensare al mito della caverna di platonica memoria?

Elucubrazioni fisico-filosofiche in libertà…

WU

Parole in fumo

Tanto per divagare su qualche altra cazzata.

Avete mai notato che candele/fiammiferi fanno fumo più che altro quando li spegnete? Non che se li spengo io non facciano o non facessero fumo, ma ieri sera mi sono flashato su questo “fenomeno misterioso” (ci scommetto che vi sarebbe la coda di programmi pseudo-scientifici pronti a risolvere l’arcano).

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La mia spiegazione è abbastanza semplice e forse corretta. Il fenomeno in questione è ovviamente la combustione, ovvero una reazione in cui ossigeno (dell’aria) ed il carbonio (della cera o del legno) si combinano formando una serie di schifezze fra cui acqua ed anidride carbonica. Come è ben noto la combustione porta il sistema ad una temperatura decisamente alta (ma dai!) per cui i prodotti della combustione sono particelle ad elevata temperatura che, come tutte le cose incandescenti, emettono luce: vediamo la fiamma (ma dai!).

Quando andiamo a spegnere la fiammella con il nostro dolcissimo soffio quello che succede è che rompiamo le scatole a questo bel sistema. Ci troviamo quindi in una situazione in cui il fiammifero/candela sono ancora molto caldi, ma non abbastanza per emettere luce. Vi sono particelle non completamente combuste e grumi di composti del carbonio. Questi sono caldi (e pertanto più leggeri dell’aria, motivo per il quale il fumo tende a salire), ma non abbastanza da emettere luce. Si producono quindi corpuscoli non luminosi, ma nerastri: il fumo. Magia (della fisica chimica).

Abbiamo quindi il fumo in tutte quelle condizioni di combustione incompleta o mal riuscita (vogliamo parlare di un barbecue?) finché la “sorgente del carbonio” che sia candela, fiammifero o carbone non si raffredda fermando del tutto la combinazione con l’ossigeno dell’aria.

Il tutto per dire che una candela è bella da fissare e coadiuva la riflessione (ci certo molto più profonda di quella qui esposta) sia da accesa che mentre sta per spegnersi. Generalizzo?

WU

PS. Mi torna alla mente quest’altra divagazione da divulgatore.

Ru-106: attenzione, le prime luci

Allarme, allarme. Non ancora rientrato, anche se pare fosse abbastanza limitato più nel tempo che nello spazio.

Abbiamo già dato aria alla bocca sull’ “allarmissimo radiattivissimo” causato da una misteriosa nube di Ru-106.

Nonostante le continue smentite in queste settimane da parte dell’ente nucleare russo (avevamo già detto, che l’origine della nube era stima da qualche parte negli Urali meridionali?), Rosatom, ora anche le autorità russe sono dovute “capitolare” confermando i dati francesi di concentrazione anomala dell’elemento.

Ru-106nube.png

Una stazione di monitoraggio presso il sito di Mayak (… Urali meridionali, al confine con il Kazakhistan, guarda caso…) ha rilevato concentrazioni di Ru-106 fino a 988 volte maggiori di quella naturale. A questo punto il dato è evidente e confermato, oltre che dalle misurazioni in mezza Europa, anche da altre centrali di monitoraggio russe.

C’è da ricordare che la centrale nucleare di Mayak fu costruita nel 1949 per produrre (… non lo direste mai) plutonio per gli armamenti nucleari russi. Le procedure di sicurezza e smaltimento dei rifiuti sono sempre state quantomeno discutibili. Milioni di metri cubi di cesio e stronzio sono stati riversati nel fiume Techa, un serbatoio di rifiuti radioattivi esplose nel 1957 generando una immensa nube radioattiva su tutta l’Europa (incidente di Kyštym), il vicino lago Karachay fu per annui usato per smaltire rifiuti nucleari che la siccità del 1967 portò alla luce e disperse in forma di polvere radioattiva nell’atmosfera.

Ci sarebbe anche da aggiungere che la Russia (e forse non solo) non “pubblicizza” i propri incidenti nucleari, almeno fino a quando Chernobyl non l’ha costretta.Per cui l’ipotesi che una qualche fuoriuscita di RU-106 da parte del sito di Mayak è altamente probabile anche se non essendo stati rilevati tutti gli altri elementi radioattivi tipicamente associati ad una esplosione, ci sarebbe da escludere gravi incidenti.

Il Ru-106 (il più stabile degli isotopi di Rutenio con tempo di dimezzamento di circa un anno) è usato nell’industria spaziale (sorgente di energia) ed in medicina (tumori all’occhio e brachiterapia). E’ probabile che la fuoriuscita non dichiarata sia avvenuta proprio durante la lavorazione del metallo per scopi medici.

Ribadiamo, con buona pace dei complottisti, che i livelli di Ru-106 rilevati in Europa (ed in Italia) sono ben al di sotto dei valori di guardia. Al limite ci potrebbero essere problemi di contaminazione per i soli prodotti alimentari per un anno ed entro 10-20 km dalla sorgente, che comunque trattandosi con gran probabilità di uno dei siti più radioattivamente inquinati la mondo ha già familiarità con questo genere di problematiche.

Il mistero rimane, ed averlo infarcito di un po’ di top-secret/esplosioni nucleari/cortina di ferro lo rende ancora più affascinante.

WU

Ru-106: attenzione, attenzione

Dai che qui diamo un po’ di nuova benzina al fuocherello del complottismo…

Il Rutenio-106 è radioattivo. E detta così effettivamente è un problema. A meno di non essere Homer e giocherellarci, magari infilandocelo nella maglietta, non è consigliabile tenerlo in mano, respirarlo, mangiarlo, etc.

Il simpatico elemento in questione è di recente protagonista di una MODESTA, ma rilevabile contaminazione atmosferica (fatemi scrivere “scie chimiche” anche solo per il piacere di farlo) nel nord Italia, in Austria, nella Repubblica Ceca, in Svizzera, Polonia, Norvegia e Svezia.

In Svizzera le concentrazioni nell’aria si sono rivelate più basse rispetto ad altri Paesi colpiti dalla contaminazione. Il valore massimo, misurato tra il 2 e il 3 ottobre in Ticino, è ammontato a 1’900 micro-Becquerel/m3.

Il livelli di concentrazione dell’elemento nell’atmosfera sono saliti in maniera non allarmante (…con poca gioia dei complottisti, che comunque non si sono sottratti a titoli … accattivanti ), ma rilevabile; rilevato dall’Istituto superiore per la ricerca ambientale (Ispra).

Si conferma che i valori di concentrazione di radioattività misurati non hanno rilevanza dal punto di vista radiologico e sono tali da non costituire alcun rischio di tipo sanitario.

Ad aumentare l’alea di mistero del fenomeno si aggiunge che la fonte e la causa di tale contaminazione non è affatto nota. Si sa solo che la durata è stata limitata alla settimana fra il 29.09 ed il 10.05 di questo anno.
Ci sono tutti gli estremi per parlare di alieni, esperimenti segreti, cospirazioni, ed ovviamente per accendere un dibattito geo-politico almeno europeo.

Altra chicca non trascurabile: il Rutenio-106 NON esiste in natura. E’ solo di origine artificiale ed è, fra i vari isotopi di rutenio, il più stabile (tempo di dimezzamento 373 giorni).

Viene prodotto, principalmente per scopi medici, scientifici e come combustibile nucleare, in diversi paesi dell’est extra-europeo. Il Rutenio-106 è anche uno degli elementi delle scorie radioattive esaurite; serve almeno un trentennio prima di consideralo sicuro.

Il mistero rimane (e meno male), ma l’ “emergenza” è passata. Sicuramente complice anche l’incremento della circolazione delle masse d’aria ed un po’ di pioggia (che pulisce l’aria ed inquina il suolo e le faglie). Sarebbero da escludere (e non stento a crederci) esplosioni nucleari, incidenti e/o test segreti, se non altro per la presenza nell’aria di un solo elemento radioattivo (e non di tutta la pletora di radionuclidi artificiali che di solito accompagna questi eventi). Una probabile fuga dell’elemento da qualche centro (orientativamente nell’est europeo) medico/scientifico potrebbe essere la causa più verosimile, ma decisamente poco interessante per del sano allarmismo.

WU