Se un giorno l’uomo potrà camminare sui muri e restare appeso a testa in giù come l’uomo ragno forse ci riuscirà grazie all’acqua e alla sua tensione superficiale: una forza molto debole che, opportunamente controllata e amplificata, può diventare molto forte.

L’idea di creare un dispositivo ‘ad acqua’ che reggesse dei pesi è venuta a Paul Steen e Michael Vogel della Cornell University, Stati Uniti. I due ricercatori hanno descritto il loro apparecchio in un articolo pubblicato sull’ultimo numero della rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Il prototipo sviluppato da Steen e Vogel è formato da due dischetti piatti, uno composto da un migliaio di microscopici buchi e l’altro contenente la riserva d’acqua. Tra i due dischetti, inoltre, c’è uno strato di materiale poroso. Applicando un campo elettrico con una comune batteria, l’acqua viene spinta attraverso lo stato poroso e la tensione superficiale delle mille goccioline fanno sì che l’apparecchio riesca a sorreggere un peso di circa 30 grammi, almeno fino a quando non si stacca la batteria. Con l’aumento del numero di buchi e con la riduzione delle loro dimensioni, però, secondo i ricercatori americani l’apparecchio potrebbe sostenere pesi maggiori. Per esempio, un dischetto di 2,5 centimetri quadrati, grande più o meno come una moneta da 2 euro, e contenente milioni di buchi microscopici dovrebbe sostenere fino a mezzo chilo di peso.

SM

La Reale Accademia delle Scienze di Stoccolma non ha conferito il Premio Nobel per la Fisica 2008 all’italiano Nicola Cabibbo, sebbene abbia: riconosciuto il valore delle ricerche – la rottura spontanea di simmetria e il mescolamento dei quark – cui il fisico teorico romano ha partecipato; premiato i giapponesi Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa che hanno generalizzato i risultati di Cabibbo; riconosciuto il ruolo decisivo del fisico italiano nello sviluppo di queste ricerche (nello scientific background con cui gli scienziati dell’Accademia svedese hanno «giustificato» il premio il nome di Cabibbo ricorre otto volte, proprio come quello di Kobayashi).

Qualcosa di analogo si è verificato con un altro fisico teorico italiano, Giovanni Jonia-Lasinio, che ha partecipato con un ruolo decisivo alle ricerche teoriche che hanno meritato il premio a Yoichiro Nambu.
Può succedere. La Reale Accademia delle Scienze di Stoccolma è un’istituzione seria e prestigiosa, ma – come tutte le cose umane – fallibile. Può incorrere in errori e omissioni. Anche clamorose: Albert Einstein non è mai stato premiato per la teoria della relatività, considerata una delle più grandi conquiste nella storia della scienza e tuttora parte fondante della fisica.

Ma è anche vero che a Stoccolma c’è come una sorta di specifica sottovalutazione del contributo dato dagli italiani allo sviluppo della fisica. In fondo – dopo Guglielmo Marconi nel 1909 ed Enrico Fermi nel 1938 – nessun italiano ha mai vinto il premio Nobel della fisica per ricerche realizzate in Italia. Emilio Segrè (Nobel 1959) e Riccardo Giacconi (Nobel 2002) sono stati premiati per ricerche svolte negli Stati Uniti e sono, giustamente, considerati Nobel americani. Carlo Rubbia ha vinto il premio Nobel nel 1984 per ricerche realizzate al Cern di Ginevra alla guida di un team internazionale: un premio Nobel «europeo» e non specificatamente italiano.

Eppure la fisica italiana, soprattutto nel campo delle alte energie, sia a livello teorico che sperimentale, ha dato contributi decisivi. E in almeno quattro occasioni clamorose – prima di quest’anno – non ha ottenuto un meritato premio Nobel.

a prima di queste occasioni clamorose risale addirittura al 1946, quando Oreste Piccioni, Marcello Conversi ed Ettore Pancini – tre giovani sopravvissuti al disastro della fisica italiana determinato dal fascismo – studiando i raggi cosmici scoprono una nuova particella, il muone, in un esperimento che costituisce l’inaugurazione stessa della fisica delle alte energie (il giudizio è del premio Nobel americano Luis Alvarez).
La seconda risale ad alcuni mesi dopo, quando un altro italiano – Giuseppe (Beppo) Occhialini, della scuola di Bruno Rossi, che nel 1932 insieme all’inglese Patrick Blackett ha messo a punto preziose tecniche di rilevamento dei raggi cosmici – lavorando a Bristol con Cecil Powell scopre un’altra particella, il pione, prevista dal giapponese Hidechi Yukawa. L’Accademia delle Science di Stoccolma riconosce subito tutta l’importanza di questo filone di ricerca basato sullo studio dei raggi cosmici, conferendo il Nobel per la fisica: nel 1948 a Patrick Blackett per i suoi studi, con la camera di Wilson, della fisica nucleare e dei raggi cosmici; nel 1949 a Hideki Yukawa per la sua teoria dei mesoni; nel 1950 a Cecil Powell, per la scoperta del pione. Ma non trova il modo di premiare né il trio Picconi, Conversi Pancini né Beppo Occhialini (e neppure Bruno Rossi, che della fisica dei raggi cosmici è addirittura il co-fondatore), per i risultati analoghi se non superiori ottenuti.

Un terzo caso clamoroso è del 1955 e riguarda la scoperta dell’antiprotone. In un esperimento – chiamato Faustina – condotto ancora coi raggi cosmici da un gruppo guidato da Edoardo Amaldi viene rilevato un «evento strano» che sembra coinvolgere una particella prevista dalla teoria ma mai osservata: l’antiprotone. Il gruppo romano si attiva e prende contatti col team di Emilio Segré a Berkeley, in California, dove si sta costruendo un costoso acceleratore proprio con l’obiettivo di rilevare l’antiprotone. Amaldi propone una strategia nuova e aggiuntiva rispetto a quella degli americani di Segré, che viene accettata. L’esperimento italiano prende il nome di Letizia e viene realizzato insieme a quello americano, anche se fornisce i risultati un po’ dopo quello americano. Entrambi – Letizia e l’esperimento di Segré – confermano che l’antiprotone esiste e che Faustina l’aveva probabilmente incontrato per prima. Gli americani, tuttavia, rifiutano di firmare un articolo congiunto con gli italiani e nel 1958 la Reale Accademia delle Scienze premia solo loro, dimenticandosi di Amaldi.

La quarta occasione risale all’inizio degli anni ’70. Quando un fisico teorico austriaco ormai italianizzato – Bruno Touschek – propone l’idea di costruire un nuovo tipo di acceleratore di particelle, l’anello ad accumulazione, in cui particelle e antiparticelle vengono fatte correre lungo un anello in direzione opposte e poi fatte scontrare. Nello scontro le particelle si annichilano e producono energia da cui nascono, sulla base delle leggi quantistiche, nuove particelle. Il prototipo della macchina di nuova concezione, AdA, viene realizzato a Frascati, da un gruppo di giovani dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, tra cui un personaggio ben noto ai lettori dell’Unità, Carlo Bernardini. La macchina inaugura la «via italiana» alla fisica sperimentale delle alte energie.

Più tardi gli italiani costruiranno Adone, una macchina cui sfugge per poco il rilevamento della particella J/?. Nel 1974, a Stanford costruiscono Spear: un anello di accumulazione del tutto simile ad Adone, solo un po’ più potente. L’acceleratore, sotto la guida di Burton Richter, trova la particella J/?. Nei medesimi giorni a Brookhaven il gruppo di Samuel Ting realizza, con un altro tipo di acceleratore, la medesima scoperta. Ai due, Richter e Ting, verrà conferito nel 1976 il Premio Nobel. Ma ancora una volta nessun riconoscimento viene dato agli italiani. Bruno Touschek resta amareggiato. Gli italiani e, lui per primo, hanno aperto una nuova strada nella fisica delle alte energie e altri a Stoccolma ne traggono i benefici. Trova ingiusto, in particolare, che Richter sia stato premiato per aver «amministrato l’idea (dell’anello di accumulazione) senza averla mai avuta».

È avvenuto, dunque, di frequente in passato. È avvenuto di nuovo quest’anno. La fisica italiana a Stoccolma viene piuttosto sottovalutata. Questo, ormai, è un fatto. Resta da spiegare perché.

Di Pietro Greco

Fonte: L’Unità

nanotech
Il premio Nobel per la fisica del 2007 è stato assegnato al francese  Albert Fert e al tedesco Peter Grünberg per lo sviluppo delle tecnologia che ha reso possibile la miniaturizzazione degli hard disk.
Nel 1988 Fert e Peter Grünberg scoprirono indipendentemente uno dall’altro un nuovo effetto fisico, la magnetoresistenza gigante (GMR): piccolissimi cambiamenti di carica magnetica danno luogo a significative differenze nella resistenza elettrica in un sistema GMR. Un sistema di questo tipo rappresenta lo strumento ideale per la lettura di dati da un hard disk, la cui informazioni registrate magneticamente devono essere convertite in segnali elettrici. Appena scoperto, l’effetto divenne subito oggetto di ricerca ingegneristica per una sua applicazione e le prime testine basate sull’effetto GMR furono lanciate già nel 1997, diventando in breve lo standard di riferimento.Un hard disk immagazzina i dati sotto forma di minuscole aree magnetizzate in differenti direzioni. L’informazione è recuperata attraverso una testina di lettura che scandisce il disco e registra i cambiamenti magnetici. Quanto più piccolo e compatto è l’hard disk, tanto più piccola e debole è la singola area magnetizzata. Per una archiviazione compatta dei dati sono richieste quindi testine sempre più sensibili. Una testina basata sull’effetto GMR è in grado di convertire le minime differenze di magnetizzazione con particolare efficienza.
Alla base della scoperta dei due Nobel c’è un fenomeno conosciuto da oltre cento anni, cioè l’alterazione di una resistenza in un conduttore per effetto di un campo magnetico esterno. Finora questo effetto era poco apprezzabile, non aveva applicazioni pratiche. I due ricercatori sono riusciti però con un lavoro di ingegneria atomica a costruire una sorta di sandwich di materiale diverso ottenendo una risposta molto amplificata del campo magnetico. Questa amplificazione dell’effetto ha una grossa importanza per l’industria elettronica e in particolare per quella dei computer. Lo sviluppo di queste ricerche ha anche rivoluzionato il modo di ascoltare e trasportare la musica con la creazione dei lettori mp3, oggetti che fanno oramai parte del nostro quotidiano.
Si tratta quindi di un premio Nobel che tocca il campo delle nanotecnologie, e che mostra come l’uomo abbia capacità sempre più grandi di sfruttare delle proprietà molto particolari della materia, rendendole sempre più duttili e capaci di soddisfare esigenze industriali.
Albert Fert, 69 anni, lavora presso l’unità di fisica dell’Università Parigi-Sud, mentre Peter Grünberg, 68 anni, è ricercatore presso il Centro di ricerche Jülich della Società scientifica Helmholtz, in Germania.
Fonte: Le Scienze 9-10-07
  di francesca Ceradini