Carbonio ovunque e diamanti vettori

Intanto esiste un Deep Carbon Observatory. Non che mi sia chiarissimo cosa fa, ma è sostanzialmente una sorta di collaborazione fra diversi istituti di ricerca per promuovere una migliore comprensione del carbonio.

Il carbonio è un po’ la base del tutto, della materia organica ed ovviamente della vita. Ma è anche uno di quegli elementi (forse L’elemento…) che più di tutti ha guidato l’evoluzione di diversi processi energetici terresti. Il carbonio è praticamente ovunque… evito la lista e vi dico subito che i diamanti sono sostanzialmente fatti di carbonio (il che non vuol dire che il valore di una mina da matita è uguale a quello di un diamante… dipende dalla forma di aggregazione del carbonio).

A parte il loro valore estetico ed economico i diamanti hanno una dote unica, sono ottimi per “fare da custodia”, ovvero per incapsulare al loro interno i cambiamenti e le reazioni che magari avvengono nelle viscere della Terra e farle arrivare tipo capsule dello spazio e del tempo fino a noi (ve lo ricordate questo?).

Una delle cose che queste capsule-diamanti ci hanno detto è che sotto di noi, dove non riusciamo ad arrivare trivellando (e questo?) vi è abbondanza di idrogeno, ossigeno ed il loro composto più noto, acqua. I diamanti ci hanno infatti nei secoli raccontato che esistono masse d’acqua profonda forse più abbondanti degli oceani che vediamo. E ci stanno dicendo ancora di più. Forse questa enorme quantità di acqua è stata portata nelle profondità terrestri dal movimento delle placche tettoniche.

La subduzione delle lastre porta un po’ tutto, ed ovviamente anche il carbonio, in profondità. Dove le condizioni di temperatura e pressione sono nettamente diverse da quelle che viviamo tutti i giorni. Il processo è fondamentale per bilanciare gli elementi presenti sul nostro pianeta e va avanti da eoni… i diamanti sono l’indicatore che potrebbe dirci da quanto. E quindi indirettamente da quanto la nostra terra ha iniziato “a respirare” ovvero ad avere una attiva vita geologica.

L’analisi dei diamanti ci sta anche raccontando che assieme a queste enorme mole d’acqua vi sarebbero fino a 23 milioni di tonnellate di carbonio. Circa il doppio di tutti gli oceani del mondo, per intenderci! Inoltre, un quantitativo altrettanto importante di carbonio parrebbe essere inglobato proprio nel nucleo del nostro pianeta, sotto forma di carburo di ferro. La quantità di questo carbonio “nascosto” è paragonabile a quella che stimiamo esserci nel nostro Sole e ci aiuta, quindi, ad “immaginarci” il ruolo del carbonio non solo per l’evoluzione terrestre, ma anche per quella degli altri corpi celesti.

Ancora? I diamanti ci raccontano anche il ciclo del carbonio, ovvero di come questo si evolva, muti, nel corso delle ere geologiche e di come i cambiamenti sul nostro pianeta lo modifichino. Fra questi cambiamenti spiccano certamente quelli climatici. I diamanti-emissari ci dicono che il clima del nostro pianeta, una volta raffreddatosi, si è stabilizzato per qualche centinaia di milioni di anni (beh, certo, a parte cose occasionati tipo vulcani o asteroidi, che sono andati a modificare “localmente” il ciclo del carbonio) e che le attività umane dei giorni nostri si vedono.

La combustione di combustibili fossili, della nostra era sta emettendo quantità di CO2 circa cento volte maggiori rispetto a tutte le eruzioni vulcaniche passate e le emissioni derivanti dalla tettonica a zolle. Il ciclo del carbonio se ne accorge in maniera evidente.

La storia profonda della terra orchestrata dal carbonio e raccontata dai diamanti.

WU

E Borisov passa e se ne va

Arriva da chissà dove ed è diretto a chissà dove, esattamente come 1I/Oumuamua (qui, ve lo ricordate?). 2I/Borisov, come il nome tradisce è, infatti, il secondo (2) visitatore interstellare (I) che ci viene a trovare.

Anche in questo caso, infatti, la “cometa interstellare” ha un’orbita aperta rispetto al nostro sole (iperbolica con una eccentricità record pari a tre, per i puristi) e proseguirà la sua traiettoria allontanandosi da noi nello spazio interstellare da cui è arrivato.

Borisov

Durante questo “passaggio ravvicinato” ovviamente avremo la possibilità di osservarlo. Il 7 dicembre 2I/Borisov sarà nel punto più vicino alla nostra stella, circa 2 unità astronomiche da noi e dal Sole (2 volte la distanza terra sole, circa 300 milioni di chilometri…). La massima luminosità sarà raggiunta tra dicembre 2019 e gennaio 2020 (visibile soprattutto dall’emisfero australe).

Inusuale di certo, ma dopo il sigaro-Oumuamua non particolarmente sorprendente se non fosse per il fatto che l’oggetto che si sta avvicinando a noi è molto più grande del precedente visitatore. A giudicare dalla sua luminosità attuale e dalla sua distanza, infatti, pare che Borisov misuri qualcosa come 10 chilometri (!) contro i 250 metri dell’eso-asteroide che ci aveva già visitato. Dimensioni che ci hanno consentito di avvistare l’oggetto molto prima del suo predecessore quanto era ancora molto lontano dal nostro sole.

Ah, non trascurabile il fatto che Borisov esibisce già una certa chioma, allungata in direzione contraria al sole; il che lo rende la prima eso-cometa mai osservata (e forse mai passata dalle nostre parti). Gli osservatori di mezzo mondo si sono già sintonizzati sulla eso-coda e dalle prime analisi pare sia stato rilevato lo stesso gas che compone gran parte delle “nostre comete”: il cianogeno.

Verosimilmente, la cometa è rimasta inattiva e silente per qualche miliardo di anni ed è stata attivata dal (flebile, per ora) calore del nostro sole iniziando ad emettere gas e polveri tanto da renderla sufficientemente luminosa (attualmente magnitudine 18) da essere scoperta.

Tutti, ancora una volta, con il naso all’insù; veloci che se ne va.

WU

Goldschmidtite

Sudafrica, la patria dell’estrazione mineraria. Una terra dell’evidente passato geologico travagliato che è oggi uno dei luoghi in cui si estraggono fra i più preziosi minerali al mondo. Diamanti, in particolare. Minerali che si sono formati nelle viscere della terra in condizioni di temperatura e pressione estreme ancora oggi presenti nelle profondità del nostro pianeta.

E già di per se per fare un diamante bisogna spingere parecchio. Se poi in questo diamante troviamo consistenti tracce di niobio, potassio, lantanio, cerio ed amenità del genere vuol dire che effettivamente vi sono processi geologici (o extra qualcosa?) di cui non siamo completamente a conoscenza.

E’ esattamente quello che ha osservato una studentessa dell’università dell’Alberta che in Sudafrica per analizzare diamanti, all’interno di uno di essi ha identificato un nuovo, sconosciuto minerale. Nel mantello terrestre abbiamo abbondanza di minerali tipo fetto e magnesio per cui un minerale formatosi (e quindi risalito “di poco”) a profondità di qualche decina di chilometri dovrebbe presentare abbondanza di questi elementi.

Goldschmidtite

Nel caso della Goldschmidtite (dalla poetica composizione (K,REE,Sr)(Nb,Cr)O3 e dal nome quasi impronunciabile), invece, dobbiamo pensare a profondità di almeno 170 km (e temperature di 1200°C, ma a questo punto cosa volete che sia…) per trovare concentrazioni sufficienti degli elementi rinvenuti all’interno del nuovo minerale.

Con le attuali tecnologie è certamente più facile andare nello spazio che esplorare le profondità marine e men che meno scendere a 1700 km nella crosta terrestre. Pertanto la “fortuna” di trovare minerali del genere all’interno di diamanti che li hanno in qualche modo “isolati” da contaminazioni esterne ed hanno fatto da “vettori” per farli risalire fino a profondità alla nostra portata è l’unico modo per scoprire minerali così esotici e capire su cosa, in fondo in fondo, stiamo appoggiando i nostri piedi.

Una scoperta più unica che rara; mi resta solo il dubbio di cosa abbia fatto vincere “l’amore per la ricerca” sul “Dio denaro” sacrificando un diamante per vedere cosa c’era dentro…

WU

Al nero non c’è mai fine

Vi ricordate quando dicevamo che ci piace, in qualche modo, per qualche motivo, per una combinazione di evoluzione della specie ed ingerenze sociali, il nero (no, non quello da asfaltare…)?. Tipo qui o qui.

Ad un certo punto, non tanto tempo fa, invero, ci eravamo anche convinti di aver trovato il nero più nero (tipo “più profondo del fondo degli occhi della Notte del Pianto”) nel Vantablack. Materiale, artificiale, in grado di assorbite il 99,96% della luce incidente.

Lontani dalla volontà di scoprire qualcosa di ancora più nero, ci siamo (beh, non io direttamente, evidentemente, bensì un team di ricerca del MIT) dedicati a cercare di migliorare le capacità di conduzione termica ed elettrica di vari materiali. Fra questi l’alluminio. Il metodo seguito era quello di provare ad accrescere sulla loro superficie dei nanotubi di carbonio (che continuano ad essere estremamente di moda).

L’allumino ossidandosi perde le sue capacità termiche ed elettriche. Trattandolo con cloruro di sodio si è in grado di eliminare l’ossidazione erodendo un piccolissimo strato superficiale. Un foglio di alluminio così trattato è stato usato come substrato per depositare dei nanotubi di carbonio che avrebbero dovuto restituire ed addirittura migliorare le capacità temo-elettriche del materiale. Cosa che è effettivamente successa, ma il processo ha anche conferito una colorazione estremamente scusa al materiale. Ma così scura che non è passata inosservata (… è proprio il caso di dirlo…).

Da questa ricerca è stato scoperto (sotto il certamente-non-entusiasmante titolo Breakdown of Native Oxide Enables Multifunctional, Free-Form Carbon Nanotube–Metal Hierarchical Architectures), non so se dire “per caso”, un materiale in grado di assorbire addirittura il 99.996% della luce incidente, quindi tecnicamente un nero 10 volte più nero del Vantablack.

SuperNero.png

Il materiale è praticamente un foglio di alluminio con una foresta di nanotubi di carbonio verticali sulla superficie. La colorazione, inoltre, contribuisce alle proprietà termiche del materiale che è in grado di convertire in calore gran parte dell’energia luminosa che riceve. Le applicazioni, concentrandosi sulle proprietà cromatiche del materiale, sono più o meno le stesse del Vantablack: telescopi, fotocamere e soprattutto arte 🙂 .

Ah, non ha ancora un nome; suggerimenti?

WU

In un mondo senza elio

L’elio serve per gonfiare i palloncini. L’elio serve per sistemi di propulsione spaziale e come pressurizzante per i serbatoi dei motori a propellente liquido dei razzi. L’elio serve per aiutare pazienti con problemi respiratori (l’Heliox è una miscela di elio ed ossigeno. L’elio serve come base per tantissimi sistemi di refrigerazione (è l’elemento con il punto di ebollizione più basso tra quelli noti: -270 gradi centigradi). L’elio serve per le risonanze magnetiche (le bobine che generano il campo magnetico sono superconduttori, e per esibire tale comportamento sono tenute a temperature molto basse). L’elio serve ad un sacco di cose a cui tipicamente non pensiamo, ma soprattutto (ripeto) a gonfiare i palloncini. Ora, a parte rendere tristi le prossime generazioni di bambini, cosa succederebbe se finissimo l’elio? E perché ce lo chiediamo?

La verità è che siamo alle porte della terza penuria globale di elio negli ultimi 14 anni e la cosa ha ripercussioni molto più ampie di quella (non trascurabile, in base all’età) dei palloncini.

Il 90% dell’elio in commercio deriva da tre nazioni: Stati Uniti, Algeria e Qatar. Dato il mercato molto ristretto ed i fornitori molto limitati un qualunque problema geo-politico in una di queste nazioni mette a serio rischio la disponibilità mondiale di elio. Già nel 2017 gli Emirati Arabi hanno imposto (nell’ambito della crisi diplomatica dei paesi del golfo) un embargo alle esportazioni del Qatar. Il crollo delle esportazioni del secondo produttore mondiale ha ovviamente causato un grave penuria (quella precedente a quella che stiamo per vivere) nella disponibilità del gas.

Per compensare la penuria di elio, gli Stati Uniti (primo produttore mondiale) hanno dovuto incrementare il rateo di esportazione e quindi di produzione. La cosa ha ovviamente un impatto economico sia sui costi di estrazione che sui prezzi di vendita del gas. Le riserve USA, inoltre, sono sicuramente abbondanti, ma non certo infinite.

L’elio è tipicamente un gas “di scarto” delle estrazioni petrolifere che lo raccolgono (in parte) come sottoprodotto dell’estrazione e le riserve americane si concentrano nei paesi più ricchi di petrolio: Texas, Oklahoma e Kansas che hanno visto incrementare (leggi: hanno avuto più spese e quindi chiesto più soldi) le attività legate all’estrazione e l’immagazzinamento di elio. Questa sua caratteristica di essere “legato” alle estrazioni petrolifere è effettivamente un problema per l’approvvigionamento di elio. Non esiste, infatti, praticamente nessuna struttura dedicata unicamente alla sua estrazione.

E la cosa non è certo finita qui. A complicare le cose (ed aumentare i prezzi) vi è una fanta-legge americana del 1996 che prevede di immettere sul mercato (all’asta, per la precisione) tutto l’elio delle riserve USA entro il 2021 (altro motivo per cui ci avviciniamo alla terza crisi globale di elio nel giro di pochi anni). La legge fu varata quando l’elio immagazzinato nelle riserve americane generava più perdite economiche che altro. L’operazione immetterà tantissimo elio sul mercato; la speculazione è dietro l’angolo ed una gestione poco oculata di tutto questo elio porrà di certo problemi di reperibilità del gas negli anni a venire.

In breve: i giacimenti vanno consumandosi e la gestione del gas sembra passare (come di solito accade) più da logiche politiche-commerciali che da reali necessità. L’elio, inoltre, è estratto solo in parte (costa!) dalle compagnie petrolifere e l’attuale sistema produttivo che mira a ridurre il consumo (e quindi l’estrazione) di combustibili fossili per ridurre il riscaldamento globale di certo non aiuta la produzione di elio (sia l’estrazione che la possibilità di individuare nuovi giacimenti).

Anche se queste crisi fossero solamente passeggere e null’altro accadesse, visti gli attuali tassi di consumo dell’elio e la scarsa disponibilità di questo elemento, la stima è che le riserve di elio finiscano entro il 2040. Non sono certo di averne capito la portata, ma mi preparo a vivere in un mondo senza elio.

WU

PS. Se ci pensiamo un momento l’idea che l’elio sulla terra possa scarseggiare suona di paradosso. L’elio è, dopo l’idrogeno (75%), il secondo elemento più abbondante nel cosmo (quasi il 24%… quasi tutto quello che non è idrogeno…). L’elio si è formato nei primissimi istanti di vita del cosmo ed è stata praticamente la prima cosa che “si è creata” non appena la materia è diventata abbastanza fredda da consentire l’unione di un protone ed un neutrone e successivamente due protoni e due neutroni (l’elio, appunto). E come se non bastasse le stelle (quelle tipo sole… da cui, non a caso il nome Helios) producono elio fondendo fra loro atomi di idrogeno.

Tutto questo elio che c’è nel cosmo non arriva sulla terra. Qui giù da noi l’elio ha origine con il decadimento di isotopi radioattivi (e.g. uranio) che nei secoli hanno formato delle sacche intrappolato sotto la crosta terreste.

La violazione del Cp

Cp sta per Carica e Parità, e questa è la parte facile (omettendo, ovviamente la spiegazione di queste due simmetrie, della terza e delle loro combinazioni…). E’ una simmetria delle particelle presente nel modello standard. Con ordine, onde evitare di confondere ulteriormente le idee…

Correva l’anno 1932 quando ci si accorse sperimentalmente di qualcosa che già anni prima era stata definita a livello teorico: esiste l’antimateria. Praticamente il mondo come lo conosciamo p fatto di materia ordinaria, ma esiste un equivalente di questa materia “al contrario”: gli anti-elettroni hanno carica positiva, anti-protoni con carica -1 e tutto un universo di particelle opposte a quelle che conosciamo e tocchiamo tutti i giorni.

Pian piano siamo stati capaci di creare ed isolare particelle di antimateria e scoprire che qualora malauguratamente (…stile Dan Brown) particelle ed antiparticelle dovessero entrare in contatto il risultato sarebbe una grande casino. Le particelle si annichiliscono, si fondono, sprigionando tutta la loro energia sotto forma di radiazione elettromagnetica (con emissione anche di molte altre particelle esotiche…).

Ma.

Ma, se le cose stessero esattamente così noi non esisteremmo. All’origine dei tempi, con il Big Bang vi deve essere stata una uguale produzione di materia ed antimateria e se tutto il modello fosse così esattamente simmetrico tutta la materia ordinaria avrebbe incontrato anti-materia sprigionando solo tanta tanta tanta energia, ma non consentendo lo sviluppo di nessuna forma di vita. Praticamente saremmo energia pura e non materia (o anti-materia).

Ed invece siamo qui. E siamo fatti di materia, non di anti-particelle. Deve esserci quindi un meccanismo per cui la materia ha vinto sull’antimateria. Deve esservi, quindi, qualche asimmetria nel modello standard che preveda che se due particelle appartenenti a due materie diverse entrano in contatto, in qualche caso, qualcosa deve pur sopravvivere…

Proprio in questi giorni i fisici del LHCB al Cern sono riusciti a vedere (udite udite) una leggera, timida asimmetria tra i decadimenti di particelle charm di tipo up e quelli delle rispettive antiparticelle. Senza entrare nel dettaglio (meglio stare zito…), si tratta di particelle che contengono quark c, con carica elettrica +2/3 di quella dell’elettrone… o dell’anti-elettrone.

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Insomma le particelle in questione decadendo non sono esattamente uguali, non sono simmetriche rispetto alla Carica ed alla Parità. E’ una prima prova sperimentale della simmetria Cp.

Il fenomeno era stato già previsto in teoria negli anni ’60, ma mai osservato nella realtà. Avere una violazione della simmetria Cp nel mondo dei Quark è una conferma che noi esistiamo (qui si aprono anche scenari fanta-filosofici), una conferma del modello standard ed un invito a continuare a capirci qualcosa di più. Abbiamo solo sollevato un po’ il telo che copre tutte le simmetrie del mondo subatomico dato che il valore misurato della violazione di Cp è estremamente piccolo (… so che lo stiamo cercando, ma un double-check sull’accuratezza del setup di test magari lo farei…) e non è sufficiente a spiegare l’asimmetria materia-antimateria con la quale ci misuriamo quotidianamente.

WU

Palladio, cercasi

… un po’ palliduccio, ma decisamente prezioso.

Facciamo una graduatoria di valore economico (sommaria ed ovviamente senza basi economiche/scientifiche): argento, oro, platino e… palladio. Esatto, la vetta del metallo più prezioso (a parte cose rare ed esotiche) è saldamente in mano al Palladio.

Palladium.png

A vederlo non che sia un graché. Del gruppo del Platino, numero atomico 46, bianchiccio che sembra un po’ l’argento. Non si ossida, è duttile dopo ricottura, ma estremamente duro se incrudito, molto permeabile all’idrogeno e bla bla bla.

Ma la cosa decisamente “strana” per questo metallo è che già nel 2017 aveva avuto un balzo nelle sue quotazioni tanto da veder raddoppiato il suo valore ed aver scavalcato il platino. All’epoca il sorpasso era ritenuto temporaneo e già si parlava di una bolla speculativa che poco aveva a che fare con il vero valore e la vera disponibiità del palladio.

Gli anni, invece, sono passati e la vetta dei metalli prezioso è stata saldamente detenuta dal palladio. Anzi, la sua crescita non si è arrestata. Dopo una fase di flessione nel 2018 e dopo aver toccato il minimo verso la fine dello scorso anno il suo prezzo è addirittura raddoppiato e dallo scorso dicembre è diventato definitivamente più caro dell’oro. Nel 2019 ha già guadagnato quasi il 30% (più del petrolio!).

Si, ok, secondo gli esperti di finanza (un po’ rabbrividisco) si tratta solo di una bolla speculativa, ma c’è (forse) anche altro. Da circa otto anni ci sono segnali di scarsità del metallo e le scorte (principalmente quelle segretissime della Russia) dalle quali si attingeva pare siano ai loro minimi. Stime dicono che in tutto il mondo sarebbero rimaste tra 10 e 18 milioni di once di palladio. Il che vorrebbe dire fra 1 e 2 anni di consumi!

Ma a che serve il Palladio? E’ molto usato in gioielleria, in odontoiatria, sistemi di telecomunicazione, candele dei motori a scoppio, ma soprattutto come catalizzatore. Ed il campo principale in cui lo si usa per le sue doti di catalizzatore sono le marmitte delle auto. In questo settore c’è una vera e propria fame di Palladio, tanto che chi ne ha scorte preferisce addirittura venderlo alle aziende automobilistiche piuttosto che farne derivati. E’ uno degli effetti collaterali del “dieselgate”; infatti specifiche e controlli sempre più stringenti sulle emissioni costringono ad usare quantità sempre maggiori di Palladio nei catalizzatori. Almeno finché le auto elettriche non guideranno il mercato…

Ad aggravare ulteriormente la situazione c’è l’aspetto non trascurabile che non c’è mai stata una “corsa al Palladio”. Esistono pochissime miniere di Palladio (e per di più l’80% di tutte le forniture arriva da soli due paesi: Russia e Sudafrica -con ben noti problemi all’industria mineraria-) e più che altro il metallo si estrae assieme a platino o nickel che però guidano le estrazioni. In pratica è stato finora considerato come una sorta di “side benefit” anche se ci stiamo pian piano accorgendo che è forse la cosa più di valore che dovremmo tenere sott’occhio.

Le previsioni dicono che il palladio raggiungerà i 1.600 $/oz, che la domanda aumenterà ancora del 5% nel 2019 arrivando a circa 11,2 milioni di once e che il deficit di scorte toccherà le 800.000 once. In pratica un bene più che di lusso… che tutti abbiamo nelle nostre marmitte.

Lungi da me suggerire investimenti finanziari, ma se avete per puro caso qualche grammo di Palladio in giro mettetelo in cassaforte (come la password dei vostri Bitcoin, ovviamente).

WU

PS. Vuoi vedere che Ironman aveva veramente ragione?

PPSS @ 29.03.2019 Ribadisco che lungi da me fare qualunque previsione dei mercati azionari. E’ comunque notizia di questi giorni che il Palladio ha perso ben il 15% in due soli giorni. Che sia lo scoppio della tanto acclamata bolla oppure un “normale” andamento al ribasso di un bene che aveva sfiorato il record di metallo più prezioso lo lascio ad altri. Fatto sta che il palladio aveva toccato il record storico di 1.620,52 $/oncia la scorsa settimana.

Se avete derivati basati sul Palladio, personalmente, non li venderei, anzi… ora che il prezzo è sceso sotto “soglie tecniche” lo acquisterei… E’ vero che il mercato automotive elettrico è in forte crescita, ma i segnali di scarsità del metallo e l’attuale richiesta per applicazioni catalitiche non mi paiono in diminuzione. Oscillazioni del genere, IMVHO, sono più o meno intrinseche in beni su cui una componente di rally finanziario esiste certamente e portare-tanti-soldi-a-casa-subito, si sa, fa gola a tutti. Chi non risica non rosica, no?!

Ambra di bile

Ma voi sapevate che una delle sostanze più ambite di tutta la filiera (multimilionaria) dell’industria profumiera e niente po’ po’ di meno che … bile di balena?

Che i profumi impieghino sostanze che prese singolarmente sono al limite fra il disgustoso ed il quasi disgustoso è cosa ben nota (no?!), ma che uno degli ingredienti chiave derivi proprio dalla bile dei cetacei io non lo sapevo (il che è abbastanza ovvio, direi) ne tanto meno me lo aspettavo.

La bile di balena è una sostanza cerosa prodotta dai cetacei che si attacca alle pareti intestinali al fine di imprigionare e rendere digeribili oggetti che altrimenti risulterebbero irritanti. Capodogli e balene ingurgitano praticamente di tutto e dover digerire becchi di calamari, pinne varie, artigli ed aculei può veramente far venire l’ulcera.

La bile in questione è spesso espulsa tramite feci, vomito o sperma. Ovviamente il suo odore è nauseabondo… una volta espulsa. A contatto con aria e sale, tuttavia, la bile inizia ad ingiallire ed indurirsi fino a solidificarsi. La massa di bile galleggia sull’acqua ed è sospinta dalle correnti fino a raggiunge le spiagge dove si confonde fra i sassi delle spiagge. Con il sole e l’esposizione all’aria l’acre odore di bile si affievolisce lasciando il posto ad un aroma via via più piacevole e ad una sostanza che ha la pregevole (per l’industria profumiera) capacità di “fissare gli odori”.

La forma solidificata della bile di balena è quella che poi prende i nome (nettamente più piacevole) di ambra grigia. Ed è questo l’ingrediente alla base di tantissimi profumi (e.g. il famoso Chanel No.5 ne fa abbondate uso!). In passato l’ambra grigia era bruciata come incenso ed usata come potente afrodisiaco.

AmbraGrigia.png

La ricerca di ambra grigia è quindi un business non da poco. Scovarla fra le pietre delle riva e rivenderla alla filiera dei “grandi marchi” garantisce guadagni da migliaia di dollari per oncia (pare che nel 2016 un sasso di ambra grigia sia stato valutato più di 60 mila euro…). Capodogli e balena abbondano specialmente nelle acque oceaniche e le coste dell’oceano Oceano Indiano e dell’Africa Orientale sono i luoghi migliori dove tentare la fortuna. Ovviamente oggi la materia prima è quanto mai rara ed ambita (anche a causa della caccia ai capodogli) per cui il profumo che indossate ha, molto probabilmete, un bel surrogato sintetico della bile di balena.

Uno di quei rari casi in cui far salire la bile a qualcuno potrebbe essere un bene (anche se non, ovviamente, per il soggetto produttore…). Se la bile umana avesse pari valore saremmo miliardari.

WU

Radeon is in the air

Ora non incominciamo con l’allarmismo.

Non lo sentiamo, non lo vediamo, non lo odoriamo… come se non esistesse. Eppure c’è. E la sua presenza non è propriamente indolore per gli esseri umani. Sto parlando di un gas che è finora stato considerato come relativamente innocuo (se non altro per le bassissime concentrazioni con cui si trova in natura) ed insignificante. Ma forse (FORSE) ci sbagliavamo.

Diciamolo meglio: il radeon è un gas che si trova in natura dalle riconosciute proprietà cancerogene. Il fatto che radeon sia cancerogeno e si trovi in natura, però, non significa che siamo tutti morti (… evidentemente 😀 ). Ed il motivo è che sprigionandosi (in piccolissime quantità, l’ho già detto?) dalle rocce il gas si disperde nell’atmosfera e la sua tossicità scende a valori praticamente irrivelabili. Il problema nasce quando andiamo a costruire case, palazzi ed edifici in generale. Il radeon, che continua imperterrito a sprigionarsi dal suolo, si trova rinchiuso e la sua concentrazione tende lentamente ed inesorabilmente ad aumentare fino a livelli potenzialmente nocivi per noi.

Secondo i dati dell’Istituto Superiore di Sanità: “circa il 10% dei 41.500 nuovi casi di carcinoma polmonare che si registrano ogni anno in Italia è attribuibile al radon“. Dato che il radon esiste in natura, esiste nel sottosuolo, traspira dalle fondamenta di tutte le nostre case… posta così la situazione è abbastanza preoccupante. Il nostro “amico” radeon si colloca sul podio come causa di morte per carcinoma polmonare; al primo posto, incontrastato, il fumo. E questa non è ovviamente una novità; ma la ciliegina sulla torta è data dall’effetto moltiplicativo fra danno provocati dal fumo e quelli provocati dal radeon; ovvero c’è un pericolo 20 volte maggiore a parità di concentrazione di radeon di contrarre un carcinoma polmonare per un fumatore rispetto ad un non fumatore.

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In una vita normale non assorbiamo poi tante radiazioni e (sempre secondo i dati dell’Istituto Superiore di Sanità) la metà di queste le assorbiamo dal radeon. Il fattore di rischio è legato al prodotto fra la concentrazione di gas ed il tempo di esposizione (esposizioni piuttosto lunghe a concentrazioni medio-basse, tipo quelle che si trovano in casa, comportano un pericolo maggiore rispetto ad esposizioni molto brevi ad alte concentrazioni).

Esistono sistemi abbastanza economici di rilevazione della concentrazione di radeon negli edifici (… che sono certo noi tutti abbiamo in casa…) e normative per il limite oltre il quale bisogna (bisognerebbe) prevedere un sistema di ventilazione apposito. Anche se va detto l’incertezza circa il limite oltre il quale il radeon diventa cancerogeno non è propriamente un numero certo…

In pratica i dubbi sono tanti, le incertezze ancora di più e la natura delle cose (i.e. esalazione di radeon dalle rocce) non saremo noi a cambiarla . Di certo è una problematica a cui la maggior parte di noi non sono ancora sensibili ed abbiamo tutto l’interesse (dato che di case continueremo a costruirne e di tempo in luoghi chiusi ne passiamo sempre di più) a metterci in condizioni di non rischiare la vita dormendo per incontenibili esalazioni naturali.

WU

PS. Aggiungo anche che la naturale esalazione di radeon dalle rocce è anche stata considerata come una cosa potenzialmente utile.

Le esalazioni di radeon, infatti, procedono ad un livello abbastanza standard e regolare (anche se vi sono variazioni stagionali e dovute al tipo di terreno), quindi una loro significativa variazione è di per se un indice. Nel caso specifico un indice di potenziali movimenti significativi delle rocce e quindi di terremoti.

La correlazione è stata più volte ipotizzata, ma non vi sono (ancora) effettive evidenze quantitative di tale legame e soprattutto il preavviso che tale indice fornisce è decisamente minimo per poter “prevedere un terremoto”.

There’s plenty of room at the bottom

Una sorta di immancabile tributo.

Correva l’anno 1959 e R. Feymann era impegnato nell’insegnamento. Ma sempre a modo suo. Feymann era più che altro u divulgatore scientifico (e non me ne voglia lui per l’accostamento alla moderna concezione “della categoria”…), nel senso che era in grado di parlare a pubblici alquanto variegati cercando di far passare i concetti basilari per mezzo di esempi e trasposizioni facilmente (per quanto possibile) comprensibili.

There’s plenty of room at the bottom è un suo celebre discorso nel quale Feyann affronta il tema del estremamente piccolo. Propone, ben prima che fossimo in grado di farlo (ed anche di concepirlo come fattibile) la possibilità di manipolare la materia su scala atomica, di andare a sistemare i singoli atomi per creare computer piccolissimi o micro-microscopi. Ha anticipato l’idea di “ingoiare il nostro dottore”, ovvero di ingerire un qualcosa che vada a curarci (una sorta di nano-macchine biomedicali), micro robot guidati dall’esterno che vadano ad operare puntualmente l’essere umano o anche in situazioni complesse (e piccole).

In rete il testo della conferenza si trova in abbondanza e non mancano anche versioni più o meno fedeli in italiano; riporto sotto alcuni passi che hanno colpito questo fesso che scrive, che al contempo suggerisce di leggere il testo integrale (magari anche in lingua originale).

[…]

L’argomento di cui voglio parlare è la manipolazione e il controllo di oggetti su piccola scala. Non appena menziono l’argomento, le persone mi parlano della miniaturizzazione e di quanto sia progredita fino ad oggi. Mi parlano di motori elettrici della dimensione di un’unghia di un mignolo. E c’è in vendita uno strumento, mi dicono, con il quale si può scrivere il “Padre nostro” sulla capocchia di uno spillo. Ma questo è niente, è solo il primo esitante passo nella direzione di cui voglio parlare. Essa è quel mondo, sorprendentemente piccolo, che sta qua sotto.

Nell’anno 2000, quando guarderanno a quest’epoca, si meraviglieranno del fatto che fino al 1960 nessuno avesse iniziato a muoversi seriamente in questa direzione. Perché non possiamo scrivere tutti i 24 volumi dell’Enciclopedia Britannica sulla capocchia di uno spillo? Vediamone le implicazioni.”

[…]

Bene, il titolo di questo discorso è “C’è TANTO spazio laggiù in fondo”, non “C’è spazio laggiù in fondo”. Ciò che ho dimostrato è che c’è abbastanza spazio per ridurre le dimensioni di oggetti in un modo già tecnicamente attuabile. Ora voglio dimostrare che di spazio ce n’è tanto. Non parlerò delle fattibilità pratica, ma di ciò che è possibile in base alle leggi fisiche. Non sto inventando l’anti-gravità, che sarebbe possibile solo se le leggi non fossero quelle che pensiamo essere. Sto per parlarvi di ciò che può essere fatto se le leggi sono quelle che pensiamo che siano; se non lo stiamo facendo è solo perché non ci abbiamo ancora pensato.

[…]

Se ogni unità d’informazione fosse rappresentabile tramite un piccolo cubo di lato pari a cinque atomi, stimando che nei 24 milioni di libri che esistono al mondo ci siano 1015 unità d’informazione, questi potrebbero essere condensati in un cubo di materiale grande come il più piccolo pulviscolo di polvere visibile dall’occhio umano

“Quindi c’è tanto spazio laggiù in fondo! Non mi parlate di microfilm!

Il fatto che una quantità così enorme di informazioni possa essere trasportata in uno spazio così piccolo, è naturalmente ben conosciuto dai biologi e risolve il mistero, che esisteva prima che lo svelassimo, di come, nella più piccola cellula possano essere immagazzinate tutte le informazioni per l’organizzazione di una creatura complessa come l’essere umano. Tutte queste informazioni – se abbiamo occhi castani, capelli biondi, o che nell’embrione la mascella dovrebbe prima svilupparsi con un piccolo foro di lato, in modo che in seguito un nervo possa passare da lì – tutte queste informazioni sono contenute in una sezione molto piccola della cellula, che ha la forma di una lunga catena di molecole di DNA, nelle quali vengono usati circa 50 atomi per ogni unità di informazione nella cellula.

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Costruire oggetti molto piccoli potrebbe anche essere oggetto di attività imprenditoriale. Consentitemi di ricordarvi alcuni dei problemi dei calcolatori elettronici. Nei computer dobbiamo immagazzinare un’enorme quantità di informazioni. Il tipo di scrittura di cui ho parlato prima, nel quale avevo trasformato ogni carattere in distribuzione di metallo, è permanente. Molto più interessante per un computer è scrivere, cancellare e scrivere qualcos’altro. (Ciò accade di solito perché non vogliamo sprecare il materiale sul quale abbiamo appena scritto. D’altro canto, se potessimo scrivere su uno spazio molto piccolo, non farebbe alcuna differenza; potrebbe semplicemente essere buttato via dopo averlo letto. Il costo del materiale è irrilevante).

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Se guardo il vostro volto, riconosco immediatamente di averlo già visto prima. Non esiste ancora una macchina che, con la stessa velocità, possa rilevare l’immagine di un volto e dire se sia un uomo o meno; e ancor meno se sia lo stesso uomo che gli avete mostrato prima, a meno che non sia esattamente la stessa immagine. Se il volto è cambiato, se sono più vicino ad esso o ne sono più lontano, se la luce cambia, io lo riconosco sempre. Bene, questo piccolo computer che porto all’interno della mia testa sa farlo con facilità. I computer che abbiamo costruito non sono capaci di farlo. Il numero di elementi in questa mia scatola fatta di osso è enormemente più grande del numero di elementi nei nostri “meravigliosi” computer. Ma i nostri computer meccanici sono troppo grandi, gli elementi in questa scatola sono microscopici. Io voglio costruirne alcuni che siano sub-microscopici.

Se io volessi progettare un computer che avesse tutte queste meravigliose abilità qualitative, dovrebbe avere, forse, le dimensioni del Pentagono. Ciò ha molti svantaggi. Innanzitutto, richiederebbe troppa materia prima; potrebbe non esserci sufficiente germanio nel mondo per tutti i transistor che dovrebbero essere messi in questo enorme dispositivo. C’è anche il problema della generazione del calore e dei consumi energetici. Ma una difficoltà perfino più pratica è che il computer dovrebbe essere limitato ad una certa velocità. A causa delle grandi dimensioni, è necessario un tempo finito per portare l’informazione da un posto all’altro.

L’informazione non può viaggiare più veloce della luce, quindi, dal momento che i nostri computer diventeranno sempre più veloci e sempre più potenti, dovranno diventare sempre più piccoli. Ma c’è tanto spazio per renderli più piccoli. Non c’è niente nelle leggi fisiche che impedisce che gli elementi dei computer non possano essere enormemente più piccoli di quanto siano ora. Ci sarebbero davvero grandi vantaggi.

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Consideriamo una macchina qualsiasi, per esempio un automobile, e riflettiamo su una macchina come quella di dimensioni infinitesimali.”

Tali macchine andrebbero completamente riprogettate e costruite con materiali tipo plastica o vetro, per loro natura privi di forma propria e di disomogeneità, per evitare gli inconvenienti che la struttura a grani dei metalli potrebbe creare su piccola scala. Sarebbe necessario fare molta attenzione anche alle parti elettriche a causa della variazione delle proprietà magnetiche su piccola scala. D’altro canto, sarebbe probabilmente inutile lubrificare gli ingranaggi che, date le piccolissime dimensioni, non si surriscalderebbero, pertanto sarebbe anche impossibile far funzionare il motore tramite processi di combustione e si dovrebbe progettare qualche altro processo di produzione di energia a freddo oppure potrebbe essere sufficiente alimentarli con una fonte di energia elettrica dall’esterno.

“Quale sarebbe l’utilità di macchine del genere? Chi lo sa? Ovviamente, un’autovettura piccola potrebbe servire solo a far viaggiare gli acari e suppongo che il nostro spirito cristiano non vada così lontano.

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“Quando entriamo nel mondo dell’incredibilmente piccolo, per esempio un circuito costituito da sette atomi, potrebbero presentarsi molte nuove opportunità progettuali. Gli atomi si comportano come nessun altra cosa di grandi dimensioni, dal momento che seguono le leggi della Meccanica Quantistica. Infatti, via via che scendiamo nel piccolo e ci circondiamo di atomi, abbiamo a che fare con leggi diverse e possiamo aspettarci di fare cose diverse. Possiamo produrre in modo diverso. Possiamo usare non solo circuiti, ma qualche sistema che coinvolga i livelli di energia quantica, oppure le interazioni degli spin quantici, ecc… Altra cosa degna di nota è che, se scendiamo ad un livello sufficientemente piccolo, tutti i nostri dispositivi possono essere prodotti in massa, in modo che ognuno di essi sia una perfetta copia degli altri. Non siamo in grado, invece, di produrre due macchine di grandi dimensioni che siano perfettamente identiche. Ma se la vostra macchina è alta solo cento atomi, è sufficiente un livello di precisione da 0,5 a 1% per essere sicuri che un’altra macchina sia esattamente delle stesse dimensioni, cioè cento atomi di lunghezza!

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Ora potreste dire: “Chi e perché dovrebbe farlo?”. Bene, io ho indicato solo alcune delle possibili applicazioni economiche, ma so che il vero motivo per cui dovreste farlo è il puro divertimento! Divertitevi!! Organizziamo una gara tra laboratori. Facciamo in modo che un laboratorio costruisca un piccolo motore e lo invii ad un altro laboratorio che lo rispedisca al mittente con qualche pezzo che si inserisca perfettamente all’interno del primo motore.
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Forse, però, ciò non è sufficiente per entusiasmarvi, solo la possibilità di una vincita economica potrebbe farlo. Perciò vorrei fare un tentativo, ma non posso farlo subito perché non sono preparato. Ho intenzione di offrire un premio di $ 1.000 al primo ragazzo che riuscirà a ridurre le informazioni scritte sulla pagina di un libro di un scala 1:25.000 in modo che sia leggibile con un microscopio elettronico. E voglio offrire un altro premio di $ 1.000 al primo ragazzo che realizzerà un motore elettrico funzionante che possa essere controllato dall’esterno e, senza considerare i cavi in entrata, sia di dimensioni non superiori a 1/64 di pollice cubo.

Sono certo che non passerà molto tempo prima che tali premi vengano reclamati!”

Una curiosità. La sfida lanciata da Feymann riguardo al nano-motore fu vinta già nel 1960, ma semplicemente grazie alle doti di un artigiano che aveva miniaturizzato il tutto senza introdurre veramente progressi tecnologici. La sfida della miniaturizzazione dell’enciclopedia britannica, invece, fu vinta nel 1985 quando Newmann ridusse “A Tale of Two Cities” ad 1/25000 della sua dimensione originaria.

WU

PS. Oltre tutte le intuizioni (anticipate da un fisico e non da un barzellettiere) geniali del discorso credo che anche il titolo abbia decretato il successo ed il perdurare dell’intervento.

Siamo molto lontani da qualunque intervento “ad una conferenza” io abbia mai sentito negli ultimi 15 anni.