ANNO XII  Dicembre 2018.  Direttore Umberto Calabrese

Martedì, 04 Dicembre 2018 00:00

Sulle domande sul futuro, ecco il fascino della scienza, una lectio magistralis

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Una immersione totale nella scienza con relatori di altissimo livello e temi di frontiera, che suscitano entusiasmo, ma anche domande inquietanti.

cern

Al teatro Municipale di Piacenza una Lectio Magistralis tenuta dal direttore del CERN (Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare) di Ginevra, Fabiola Gianotti sul tema: “Il mestiere di ricercatore nell’avventura dell’Universo e della vita “.

Una lectio, che è iniziata descrivendo l’avventura delle origini dell’Universo osservata al CERN, che è il più grande laboratorio di fisica del mondo. Si continua con il grande tema del “genome editing”, reso possibile dall’avvento di nuove tecniche, dalla conoscenza del Dna alle sue modifiche.

Recentissima la notizia della nascita di due bimbe con il Dna corretto. La denuncia preoccupante, da parte di Pievani dell’Università di Padova, che Il combustibile della vita è la diversità, è la grande ricchezza dell’evoluzione, ma l’uomo sta modificando l’ambiente ad una velocità come nessuna ha mai fatto; certo la natura e la vita sono resilienti, ma in 5 secoli abbiamo estinto il 40% delle specie, impoverendo gli eco-sistemi”.

Tornando, a questa scienziata straordinaria la Gianotti, l’unica donna finora, a ricoprire questo incarico. Gli altri unici direttori del CERN italiani furono Maiani e il Nobel Rubbia. Finanziano il CERN 22 Stati, ci lavorano 17 mila scienziati di 110 nazioni. Gli scienziati italiani sono 2600.

Il fiore all’occhiello del Cern è l’LHC, il Large Hadron Collider, l’acceleratore di 27 km di circonferenza collocato 100 metri sotto terra che accelera fino alla velocità della luce protoni (particelle piccolissime, i mattoni della materia. Se fosse una pallina ce ne vorrebbero mille miliardi per fare un millimetro!).

Importanti scoperte premiate anche con il Nobel in fisica sono state fatte al CERN. Nel 2012 LHC scopre il bosone di Higgs, che è la particella cardine per interpretare l’Universo attraverso un modello chiamato “Standard”. L’acceleratore è oggetto di potenziamento e si chiamerà HiLumi LHC” (High Luminosity Lhc), ossia Lhc ad alta luminosità per riuscire, a scoprire particelle mai viste e aprire così le porte alla nuova fisica. Il progetto sarà ultimato nel 2026. E' il più grande progetto di fisica dei prossimi 10 anni. La Gianotti riferendosi al bosone di Higgs ha detto “Trovare il bosone di Higgs con questi acceleratori che lavorano a meno 271 C° ha già cambiato la nostra vita, le nostre indagini hanno prodotto applicazioni come il Web, i pannelli solari, la risonanza magnetica, la “hadroterapia”, una terapia tumorale complementare alla terapia con i raggi. Certo l’impatto con la vita di tutti i giorni avviene dopo decenni, ma le idee sono la linfa del progresso; ne occorrono di rivoluzionarie; la ricerca è la meno legata a vincoli; lo scopo non è inventare, ma capire come funziona l’Universo, anche se poi si producono applicazioni: dalla meccanica quantistica i transistor, dalla relatività il GPS. La conoscenza, come l’arte è una delle espressioni più elevate dell’uomo». Qualche spiegazione sulla possibilità di curare i tumori con gli adroni (protoni e ioni di carbonio) è necessaria. Nel mondo ci sono solo sei centri, che usano l’adroterapia e uno di questi si trova a Pavia. Si usa una macchina, che si chiama sincrotone e che sarebbe la versione molto ridotta dell’acceleratore LHC del CERN. Il sincrotrone di Pavia è una ciambella lunga 80 metri e con un diametro di 25 metri e, dentro nascono i fasci di particelle dai quali sono estratti protoni e atomi di carbonio accelerati, a 30 mila chilometri al secondo. Particelle che sono curvate da un magnete di 150 tonnellate e indirizzate sul tumore.

Ritornando alla Gianotti e alla domanda, su quale è il futuro questa la risposta E’ solo nelle mani della natura, ci sono molte questioni aperte, nuove particelle di cui siamo a caccia, ma è difficilissimo riuscire a capire cosa ha generato il Big Bang. Noi occidentali siamo fortunati; la tolleranza, in un mondo che crea divisioni e barriere, è una prerogativa del Cern». Ha descritto l’attività del CERN, che risiede nella ricerca sulle particelle elementari, fra cui si trovano i costituenti fondamentali della materia, cioè gli atomi costituiti come noto da un nucleo centrale, fatto di protoni e neutroni, a loro volta costituiti da particelle ancora più piccole denominati quark. Siamo fatti tutti da elettroni e quark, anche Donald Trump!.

“Il Cern ospita il più potente degli acceleratori di particelle, il che ci permette di studiare la materia al livello più piccolo, ovvero dei quark. Questo studio ci consente di studiare l’evoluzione dell’Universo, cui possiamo stimare la nascita circa 14 miliardi di anni fa”. E via con la descrizione “In principio l’Universo era molto denso, col tempo si è espanso si è raffreddato, le particelle hanno cominciato a formarsi e legarsi creando particelle a loro volta sempre più grandi, fino alle stelle e le galassie. “Ci sono due modi per studiare l’Universo, primo attraverso i telescopi, che analizzano stelle e galassie, e poi gli acceleratori che accedono ad epoche primordiali quando l’Universo era talmente denso che la luce non è mai riuscita ad uscire da questa palla densa e quindi non è mai arrivata ai nostri telescopi.

La luce si palesò 380 mila anni dopo il Big Bang, prima l’Universo era opaco”.

A Ginevra nell’acceleratore facciamo scontrare le particelle, in modo da generare energia e ricavare informazioni utili. Noi rompiamo i protoni, cercando di capire come interagiscono i loro costituenti fondamentali”. Sul “bosone di Higgs la sua importanza è quella di essere la particella associata al campo di Higgs, che secondo la teoria permea l’universo conferendo la massa alle particelle elementari. L’acceleratore “LHC ci ha costretto ad un salto nei concetti e nella tecnologia, la cosa difficile non è tanto accelerare le particelle, quanto tenerle dentro un’orbita ben precisa. Usiamo 3 mila km di cavi e abbiamo circa 70 mila petabyte di dati. LHC è stato costruito per affrontare le domande fondamentali di fisica sperimentale. Dell’Universo che si sta espandendo e raffreddando conosciamo oggi solo il 5%. Il resto è la materia oscura (dark Energy) al 70%. Di questa energia nessuno sa cosa sia e ancor più nessuno ha la più pallida idea. L’Universo non solo è in espansione ma sta accelerando! Aggiungo io che l’Agenzia Spaziale Europea nel 2020 inizierà la missione EUCLID per lo studio della materia e della energia oscura. Un satellite farà la mappa di 10 miliardi di galassie per svelare la natura della energia e della materia oscura. Fin qui la Fabiola Gianotti.

Pievani ordinario di biologia dell’Università di Padova sull’editing genomico “Occorre fermarsi un momento e riflettere bene. Il genoma dell’uomo si è evoluto in centinaia di migliaia di anni, selezionando quei geni che offrivano un maggior vantaggio per la sopravvivenza della specie umana nei diversi ambienti in cui l’uomo si è insediato sulla terra. Oggi, i più entusiasti delle possibilità offerte dall’editing genomico sostengono che, attraverso la modifica dei geni dell’embrione, si potranno selezionare in pochi anni le varianti geniche utili a fornire protezione da numerose malattie, consentendo così di migliorare, e forse allungare, la vita della nostra specie. I più critici delle tecniche di editing genomico, invece, sospettano che tale tecnica possa rappresentare l’arma finale per la realizzazione dei famigerati programmi di eugenetica auspicati e mai veramente posti in essere da molti regimi dittatoriali. Insomma è necessario uno stand by, una seria riflessione ed un cammino il più possibile comune della comunità scientifica”.

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