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Materia oscura: forse è un'illusione creata dal vuoto quantistico.

Fonte: Le Scienze

La materia oscura potrebbe non esistere e i fenomeni attribuiti a essa potrebbero essere spiegati con la polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico.

La presenza della materia oscura potrebbe essere solo un'illusione causata dalla polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico. L'ipotesi - illustrata in un articolo in corso di pubblicazione su Astrophysics and Space Science e anticipato su arXiv - è stata avanzata da Dragan Slavkov Hajdukovic, un fisico del CERN che, ben poco convinto, dall'ipotesi della materia oscura avanzata per spiegare le note anomalie cosmologiche, sta proponendo modelli in grado di spiegarle che siano alternativi sia all'esistenza della materia oscura sia alla ventilata modificazione della legge di gravità, considerata ancor meno convincente. "Il messaggio chiave del mio lavoro è che la materia oscura potrebbe non esistere e che i fenomeni attribuiti a essa potrebbero essere spiegati con la polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico", ha detto Hajdukovic. "Gli esperimenti e le osservazioni future riveleranno se i miei risultati sono solo sorprendenti coincidenze numeriche o un embrione di una nuova rivoluzione scientifica.""Per quanto riguarda la gravità, la fisica tradizionale presuppone che vi sia una sola carica gravitazionale, identificata con la massa inerziale, mentre io ho assunto che, come nel caso delle interazioni elettromagnetiche, ci siano due cariche gravitazionali: una carica gravitazionale positiva per la materia e una carica gravitazionale negativa per l'antimateria ", ha spiegato Hajdukovic.Se materia e antimateria sono gravitazionalmente repulsive, le coppie particella-antiparticella virtuali che esistono per un tempo limitato nel vuoto quantistico sono "dipoli gravitazionali." In questo scenario, il vuoto quantistico contiene molti dipoli gravitazionali virtuali, prendendo la forma di un fluido dipolare."Possiamo considerare il nostro universo come una unione di due entità che interagiscono tra loro", ha detto Hajdukovic. "La prima entità è la nostra materia 'normale' (quindi non assumiamo l'esistenza della materia oscura e energia oscura), immerso nella seconda entità, il vuoto quantistico, considerato come un mare di diversi tipi di dipoli virtuali, tra cui i dipoli gravitazionali."In prossimità di stelle massicce e galassie i dipoli gravitazionali virtuali del vuoto quantistico possono essere polarizzati gravitazionalmente dalla materia barionica. Quando questi dipoli virtuali si allineano, producono un ulteriore campo gravitazionale in grado di sommarsi al campo gravitazionale prodotto da stelle e galassie. Il vuoto quantistico gravitazionalmente polarizzato potrebbe così produrre lo stesso effetto sia dell'ipotetica materia oscura sia di una modificazione della legge di gravità.Le equazioni elaborate da Hajdukovic consentono di calcolare gli effetti della polarizzazione gravitazionale a diverse distanze dal centro di una galassia, che sono in buon accordo con le osservazioni. (gg)

Come ti sconfiggo il mal di treno.

Fonte: Daily Wired

Per vincere il malessere che si prova quando un treno percorre una curva, basta servirsi di un sistema GPS che comunica ai vagoni qual è il momento esatto in cui cambiare assetto. La compagnia di treni svizzera sta investendo in questa tecnologia 3,2 miliardi di franchi.
L’ing. Francesco Di Majo se ne è andato all’inizio di quest’anno. A lui si deve l’invenzione del treno ad assetto variabile, conosciuto in tutto il mondo con il nome di Pendolino. L’ingegnere aveva trovato il modo di costruire treni capaci di sfrecciare in curva a velocità del 25-30% più elevate del normale. L’unica nota dolente di questa meraviglia ingegneristica è un problema che ancora oggi affligge la maggior parte dei passeggeri: quel senso di malessere che colpisce la testa e lo stomaco quando il treno è in curva. A proporre una possibile soluzione a questo problema ci ha pensato un gruppo di ricerca coordinato dal professor Bernard Cohen del Mount Sinai Medical Center, in Usa, che ha pubblicato i risultati dello studio sul Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB) Journal. Quando entrano in una curva, i vagoni del treno sono soggetti a due forze: da una parte c’è un’accelerazione centripeta che spinge verso il centro della curva, dall’altra una forza centrifuga che, per reazione alla prima, muove il vagone verso l’ esterno. Per un passeggero comodamente seduto nella sua vettura, questo gioco forze avrà un unico risultato: lo spiaccicherà al finestrino o sui braccioli esterni del suo sedile. E da questo, si suppone, nasce il mal di treno. Per cercare di alleviare questo malessere, il binario esterno di un tratto curvilineo viene leggermente rialzato rispetto all’altro: ne risulta una lieve diminuzione della forza centrifuga così noiosa ai passeggeri. Nel Pendolino, per aumentare al massimo la velocità in curva (ma sempre nei limiti della sicurezza), un sistema promuove attivamente l’ inclinazione dei vagoni verso l’interno per compensare la forza centrifuga. Lo fa attraverso dei sensori posizionati sul primo vagone, che rilevano l’inizio di una curva trasmettendo l’informazione ai vagoni successivi. Il problema, spiegano i ricercatori, è che c’è un inevitabile ritardo dal momento in cui il primo vagone dà il segnale e quello in cui le altre carrozze lo ricevono. Quindi, gli altri vagoni non entrano in curva con l’assetto migliore e, in più, rallentano la velocità. Il problema potrebbe essere risolto se il rilevamento delle curve non avvenisse tramite sensori posti sul primo vagone, ma grazie a un GPS. Per verificare la validità di questa teoria, i ricercatori hanno condotto un esperimento di due mesi monitorando le reazioni di 200 passeggeri. I treni utilizzati nel test erano ad assetto fisso e variabile e, in quest’ultimo caso, il rilevamento delle curve poteva avvenire sia tramite sensori posizionati sul primo vagone sia con GPS. I passeggeri non hanno riscontrato alcun malessere quando viaggiavano in assetto fisso, dimostrando che non è la forza centrifuga in sé a causarlo. Ma, naturalmente, in questa modalità i treni viaggiavano molto più lenti. Per aumentare la velocità e al contempo migliorare il comfort dei passeggeri, i ricercatori hanno visto che bastava rilevare le curva tramite sistema GPS. Dopo aver visto i risultati, la Schweizerische Bundeshanen (cioè la compagnia che gestisce il sistema ferroviario in Svizzera e che ha commissionato lo studio) ha investito ben 3,2 miliardi di franchi svizzeri per avviare la costruzione di nuovi treni dotati di questa tecnologia. “ E’ una scoperta sensazionale e una soluzione pratica per risolvere un problema che affligge tutti noi”, ha commentato soddisfatto Bernard Cohen.

Stress idrico: servono nuove tecnologie per i dissalatori.

Fonte: Le Scienze

I processi per dissalare l'acqua di mare richiedono una quantità minima di energia che non può essere ridotta, e la tecnologia attuale si sta avvicinando a quel limite. Allo stato attuale, un terzo della popolazione mondiale vive in paesi sottoposti a stress idrico e l'aumento della popolazione, la contaminazione delle sorgenti di acqua dolce e il cambiamento climatico faranno ulteriormente crescere questa percentuale nei prossimi dieci anni. Proprio per aumentare le risorse idriche disponibil,i negli ultimi anni in molti paesi sono stati costruiti grandi impianti di dissalazione dell'acqua di mare e si prevede che in futuro ne verranno costruiti molti altri.Tuttavia - osserva William Phillip, che con il collega Menachem Elimelech dell'Università di Yale ha dedicato al problema un ampio studio ora pubblicato su Science - "la dissalazione dell'acqua di mare è un processo ad alta intensità energetica; consuma molta più energia che trattare tradizionali sorgenti di acqua fresca", ha detto Phillip. "Tuttavia, queste fonti tradizionali non saranno in grado di soddisfare la crescente domanda di acqua in tutto il mondo. Capire dove si inserisca la dissalazione dell'acqua di mare in questo ventaglio di opzioni di approvvigionamento è un problema critico."Il principale metodo di dissalazione dell'acqua di mare oggi utilizzato ricorre infatti all'osmosi inversa, un processo in cui l'acqua di mare viene forzata attraverso una membrana che filtra il sale. Per ridurre la quantità di energia necessaria per spingere l'acqua attraverso da anni gli scienziati si sono concentrati sul miglioramento del flusso d'acqua testando nuovi materiali, come i nanotubi di carbonio. Nel nuovo studio, Elimelech e Phillip dimostrano però che l'osmosi inversa richiede una quantità minima di energia che non può essere ridotta, e che la tecnologia attuale si sta avvicinando a quel limite. Secondo i ricercatori, per ottenere guadagni reali in termini di efficienza è necessario quindi puntare sulle fasi pre e post-trattamento della dissalazione.Secondo gli autori la dissalazione deve essere considerata solo l'ultima risorsa nel tentativo di fornire acqua fresca per le popolazioni del mondo, a cui ricorrere solo dopo aver sfruttato le diverse altre opzioni esistenti, fra cui il trattamento delle fonti d'acqua di bassa qualità, il riciclo, il riutilizzo e la conservazione delle acque. Queto ordine di priorità è dettato anche dal fatto che non esistono di fatto studi sulle possibili conseguenze sugli ecosistemi marini di una eventuale diffusione su grande scala degli impianti di dissalazione.Ciò non toglie, concludono i ricercatori, che la dissalazione abbia un grande ruolo da svolgere oggi e nel futuro: "Tutto questo richiederà nuovi materiali e una nuova chimica, ma crediamo che è su questo che dobbiamo concentrare i nostri sforzi futuri. Il problema della mancanza d'acqua può solo peggiorare, e dobbiamo essere pronti ad affrontare la sfida con il miglioramento di tecnologie sostenibili." (gg)

Si può prevedere scientificamente il comportamento umano?

Fonte: Moebiusonline

a cura di Federico Pedrocchi e Alberto Agliotti

Immaginate di trovarvi alle prese con i 50 milioni di pezzi che compongono un jumbo e di doverlo ricostruire. Problema complicato, ma non complesso, se avete il libretto di istruzioni. Se non l'avete e non avete neppure un modello di riferimento, o peggio non avete nemmeno idea di cosa sia un aereo, dovete tentare un'operazione di ingegneria inversa, cioè studiare i singoli elementi e fare ipotesi sul funzionamento dell'insieme. "Un sistema complesso emerge dall'interazione degli elementi che lo compongono ed è molto di più della loro somma" - spiega Mario Rasetti, docente di Fisica teorica al Politecnico di Torino. "La complessità studia quei fenomeni nei quali il numero di variabili e di gradi di libertà è enorme e non c'è maniera deterministica di analizzarli." Per i suoi studi sui sistemi complessi, il fisico ungherese Albert-László Barabási ha ricevuto il premio Lagrange 2011 dalla Fondazione ISI, di cui Rasetti è presidente. Nel suo ultimo saggio, Lampi (Einaudi, 28 euro), Barabási si interroga sulla prevedibilità del comportamento umano. Per la prima volta nella storia disponiamo di un enorme insieme di dati oggettivi sulle nostre attività: sono le tracce elettroniche che lasciamo attraverso mail, cellulari, carte di credito, un immenso database che oggi possiamo analizzare con potenti computer. Il nostro comportamento è fatto da una serie di azioni che siamo abituati a considerare come eventi discreti, casuali e isolati. Secondo Barabási, la realtà è molto diversa. In Lampi, né complicato, né complesso, ma sempre piacevolmente scorrevole, ci racconta perché. Albert-László Barabási, Lampi, edizioni Einaudi, 28 euro.

Ascolta l'intervista a Mario Rasetti:

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