Quello che si chiuderà tra poche settimane è stato un decennio di grandi scoperte in campo scientifico. La rivista Smithsonian Magazine, ha stilato, come ogni buon periodico che si rispetti a questo punto dell’anno, una classifica degli eventi (positivi e negativi) più rilevanti dal punto di vista scientifico. Vediamoli assieme…

10: La previsione dell’Uragano Katrina che devastò il Mississippi e la Lousiana. Incredibilmente, il National Weather Service and National Hurricane Center aveva previsto il disastro, grazie al lavoro della sua equipe di scienziati, dando cinque giorni di tempo alla popolazione e al Governo per prepararsi all’impatto. Evidentemente, non è servito.

9: Terapia genetica:L’idea di inserire particolari geni in una persona per curare una malattia era stata sperimentata ben prima di questo decennio ma la morte di Jesse Gelsinger, un paziente che si era sottoposto a questo tipo di terapia, aveva rallentato l’utilizzo di questa tecnica. Nel 2008 però, gli scienziati sono riusciti a migliorare la vista di alcuni pazienti affetti da Amaurosi congenita di Leber e altri ricercatori hanno avuto successo nel trattare l’Adrenoleucodistrofia.

8: La Congettura di Poincaré. Nel 2003 , lo stravagante scienziato russo Grigori Perelman ha risolto uno degli enigmi matematici più complessi della storia. Per esaminare la sua dimostrazione, altri matematici hanno impiegato ben due anni. Dimostrando di essere davvero un super geek, Perelman ha rifiutato la medaglia Fields, il riconoscimento più ambito dai matematici, i soldi che gli spettavano per la risoluzione del problema, e, dopo essere scomparso, è stato stato fotografato in metropolitana, a Pietroburgo, da Dmitri Sergieevic Butoga, un blogger del web. Più Wired di così…

7: Il contestato acceleratore di particelle di Ginevra, rientra in funzione. Dopo una serie di stop più o meno grotteschi (l’ultimo è clamoroso, visto che l’interruzione è stata dovuta ad una briciola di pane…) l’LHC ha finalmente fatto scontrare tra di loro i primi fasci di particelle.

6: Le prove che su Marte c’è acqua. Nonostante le foto satellitari avessero dimostrato che c’era la possibilità di trovare acqua sul pianeta rosso, la prova definitiva è arrivata con lo sbarco del Phoenix Lander che, nel giugno 2008, ha trovato tracce di ghiaccio sotto la superficie del pianeta.

5: Spesso la scienza procede per prove ed errori. Per sessant’anni ad esempio, i dottori hanno prescritto cocktail ormonali alle donne anziane per alleviare i dolori ed i problemi legati alla menopausa. Inizialmente si pensava che la terapia ormonale sostitutiva (HRT) proteggesse le donne dai problemi al cuore e dall’osteoporosi ma nel 2002 una ricerca ha dimostrato esattamente il contrario. Meglio tardi che mai…

4: Il riscaldamento globale vince il Premio Nobel per la pace. Nel 2007 il premio è andato al Al Gore e all’Intergovernmental Panel on Climate Change, per lo sforzo profuso nel fare capire alle popolazioni mondiali quanto sia grave il problema del riscaldamento globale. A giudicare dai risultati degli ultimi due anni non è che il Premio sia servito a molto, però. Che dite, l’anno prossimo potrebbe essere la volta di Internet?

3: Datato il Big Bang. Grazie alla sonda Wmap è stato possibile fotografare la luce più antica presente nell’universo conosciuto, probabilmente risalente al Big Bang, avvenuto oltre 13 miliardi di anni fa.

2: Ardi, l’antenato. Alcuni fossili di Ardipithecus Ramidus erano già stati trovati in Etiopia nel 1994, ma solo quest’anno gli scienziati hanno ritrovato lo scheletro di Ardi, una specie di ominide vissuta oltre 4.4 milioni di anni fa. Siamo in giro da bel po’ di tempo, non c’é che dire.

1: Il genoma. Nel 2003 è stata completata la sequenza del genoma umano, che ha dato agli scienziati un importante strumento di ricerca per individuare e combattere malattie e conoscere meglio il funzionamento del corpo umano.

Fonte: Wired

Heuer si affretta anche a dire che “dobbiamo lavorare in prospettiva, perché c’è ancora molto da fare prima che possiamo iniziare il programma fisico dell’LHC”. Insomma, si è solo collaudato l’impianto, ma la vera ricerca inizia solo ora. Fabiola Gianotti, nostra connazionale e fisico delle particelle in forza al progetto ATLAS dell’LHC, nello stesso comunicato afferma: “è una grande notizia, l’inizio di una fantastica era della fisica e, speriamo, scoperte, dopo 20 anni di lavoro da parte della comunità internazionale per costruire un impianto e sensori di complessità e prestazioni mai viste”. Le collisioni andate a buon fine seguono al riavvio dell’impianto, che ha richiesto tre giorni per essere completato. Dapprima, infatti, è stato necessario far circolare i raggi prima in un senso e poi nell’altro, con un’energia d’iniezione di 450 GeV. La prossima tappa? Aumentare i valori in gioco d’intensità e accelerazione dei raggi, raggiungendo entro natale gli 1,2 TeV per raggio. Per allora, gli scienziati dovrebbero aver ottenuto sufficienti dati per la calibrazione della macchine, prima degli esperimenti veri e propri.

Fonte: Wired

Quando il Large Hadron Collider è stato acceso per la prima volta è andato tutto bene. Alla vigilia del suo esordio, però, c’erano stati diversi allarmi. Secondo alcuni studiosi, una volta “acceso”, Lhc avrebbe potuto ricreare un immenso buco nero e risucchiare la Terra intera. Il nostro pianeta c’è ancora, ma all’acceleratore non è andata sempre bene come la prima volta. Una serie di “incidenti” ha rallentato la ricerca della cosidetta “particella di Dio”. Il moltiplicarsi dei guasti ha messo in dubbio la capacità dell’ Lhc di riuscire a catturare il “frammento”, cioè il bosone di Higgs grazie al quale esiste la massa. «Penso che anche questo mito verrà sfatato dai fatti», osserva il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Roberto Petronzio. «Si vorrebbe far credere che sull’Lhc pesi una sorta di maledizione, ma tutto sta andando bene».
L’ultimo di questi “inconvenienti” riguarda un pezzetto di pane. L’acceleratore di particelle del Cern, in grado di ricreare il Big Bang, è finito fuori per una briciola. Lo ha confermato lo scienziato responsabile del ’Large Hadron Collider’. «È stato un pezzo di baguette» che potrebbe essere stato trasportato da un uccello, ha spiegato Mike Lamont al Daily Telegraph. Quel semplice pezzo di pane, finito in uno dei sistemi di refrigerazione, è riuscito a far surriscaldare il macchinario da 271,1 gradi sotto zero a -265. Dopo la segnalazione del guasto e il blocco immediato dell’Lhc, i tecnici hanno ispezionato l’intero tunnel trovando il pezzetto di baguette.

Ora sembra che l’acceleratore sia pronto a ripartire. Sono stati un successo i primi eventi osservati negli ultimi giorni in uno dei quattro esperimenti del più grande acceleratore di particelle del mondo, tanto che l’avvio della macchina potrebbe essere anticipato di una settimana. Gli eventi osservati non sono collisioni tra fasci di particelle, che potranno avvenire tra fine novembre e inizio dicembre, ma «l’acceleratore è stato riacceso, il fascio di protoni è stato attivato per settori e non ha ancora completato il giro», ha detto il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Roberto Petronzio, commentando la notizia del probabile anticipo nell’avvio della macchina.

Fonte: la stampa

Quando si parla di acceleratori di particelle, è impossibile non pensare al Large Hadron Collider del Cern di Ginevra. Non tutti però sanno che questa tecnologia ha anche campi di applicazione ben lontani dalla fisica teorica. Uno di questi è la cura dei tumori solidi.

Al Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (Cnao) di Pavia, in un bunker seminterrato in cemento armato, è in fase di prova un acceleratore di particelle di 77 metri di circonferenza. Ma questa volta il bosone di Higgs non c’entra: i fasci di protoni e ioni carbonio che verranno prodotti dalla macchina serviranno a neutralizzare tessuti tumorali, con una precisione a dir poco chirurgica.

Per carpire i segreti di questa tecnologia d’avanguardia siamo andati a parlare con uno dei giovani che lavorano nel bunker. Michele Caldara ha 32 anni, è ingegnere elettronico e lavora nel gruppo di Diagnostica di Fascio. Il suo compito è sviluppare sistemi per misurare il fascio di particelle lungo il suo tragitto.
W: Cosa si intende per adroterapia oncologica e come funziona?
MC: Tecnicamente è una terapia che si avvale dell’utilizzo di adroni, ovvero particelle subatomiche con elevata forza nucleare. Il nostro acceleratore crea fasci di protoni (H+) e ioni carbonio (C6+) che possono essere usati per distruggere tessuti tumorali in profondità con un grado di precisione inferiore al millimetro e senza ledere i tessuti sani. Praticamente il fascio attraversa la pelle e va a raggiungere il punto in cui è localizzato il tumore, concentrando lì la sua carica distruttiva. I tessuti che vengono prima, non vengono danneggiati.

W: Com’è possibile ciò?
MC: Si basa tutto sul principio del picco di Bragg, una proprietà tipica degli adroni. Quando questi ioni attraversano la materia, interagiscono con essa e vengono man mano frenati. Tuttavia, un fascio come il nostro penetra a una velocità tale  (2/3 circa quella della luce) che le particelle non fanno in tempo a danneggiare i tessuti. L’effetto distruttivo si concentra così al momento del loro arresto che può essere stabilito modulando l’energia del fascio.

W: Quali tumori sarà possibile curare con questa tecnologia?
MC: Principalmente quelli vicini ad organi critici, come la testa, la spina dorsale e i tumori localizzati nei polmoni e nel fegato. In Italia, a Catania, c’è un centro che si occupa del melanoma dell’occhio, però usando un ciclotrone (macchina più piccola, che sfrutta solo protoni e ad energie più basse) che è adatto a un tumore molto superficiale come il melanoma. Noi invece abbiamo un sincrotrone, una macchina più complicata e più versatile che sfrutta ioni idrogeno e carbonio ed è utile per il trattamento di tumori profondi.

W: La adroterapia richiede macchinari (come il sincrotrone) molto più grandi e costose rispetto alla tecnologia oggi in uso. Quali sono i vantaggi?
MC: La radioterapia convenzionale sfrutta fasci di elettroni, che richiedono macchinari meno impegnativi. Il fascio creato da un sincrotrone invece è molto più preciso. Non solo si riescono ad uccidere selettivamente le cellule tumorali, ma si può anche scegliere a che profondità agire senza danneggiare il tessuto superficiale. Negli acceleratori di elettroni usati in ambito ospedaliero invece il picco di energia si ha al momento di entrata, a contatto con la pelle. Il che crea non pochi effetti collaterali. Inoltre il carbonio 6+ può trattare tumori radioresistenti.

W: Quanto dovremo aspettare perché il centro di terapia sia attivo e funzionante?
MC: Siamo ancora nella fase di prova della macchina. L’installazione dovrebbe essere completata entro l’anno, i trattamenti potrebbero iniziare già nel 2010. Il Cnao sarà il primo ospedale costruito appositamente per la cura dei tumori mediante adroterapia, funzionerà in regime ambulatoriale e sarà attivo un reparto di imaging medico con TAC, PET e RM per una perfetta identificazione del volume tumorale.

W: Per concludere, qualche parola sul LHC di Ginevra e i recenti timori di un nuovo big bang.
MC: Simili fobie nascono da una mancanza di informazione, bisogna sapere che noi usiamo energie i cui aspetti sono noti ormai da 50 anni. Certo, ci sono questioni di radioprotezione di cui bisogna tener conto, ma sono tutte conosciute e classificate a livello legislativo. L’acceleratore LHC del Cern raggiungerà livelli di energia che non sono mai state raggiunte prima. Ma il pericolo, davvero, è inesistente.

W: Possiamo stare tranquilli, quindi?
MC: Dobbiamo.

Fonte: Wired

Il mondo è in attesa di vedere la “particella di Dio” e con esso il dipartimento di Fisica dell’Università Federico II di Napoli, che da dieci anni sta lavorando ad uno dei più grossi e suggestivi macchinari del mondo: l’acceleratore di particelle conosciuto come LHC (large Hadron Collider). LHC prende il nome dei due fasci di particelle subatomiche che saranno fatti scontrare ad altissima velocità per ricreare la scintilla originaria dell’Universo. Dopo essere entrato in funzione a settembre dello scorso anno, l’acceleratore si è rotto e dopo varie posticipazioni dovrebbe essere riacceso ad ottobre di quest’anno. “Il ritardo è un vantaggio – ci dice Sergio Patricelli del Dipartimento di Fisica dell’Università di Napoli – siamo in fase di raffinamento di tutte le nostre armi per la partenza di LHC e il nostro obiettivo è trovare il Bosone di Higgs, l’ultimo tassello per il completamento del modello standard delle particelle elementari”.

A Napoli si concentrano gli studi su eventuali particelle super-simetriche che potrebbero uscire dalla interazione di LHC, come parte del progetto ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) a cui collaborano 1700 scienziati di 159 istituzoni di 37 paesi. “Potrebbero essere la risposta ad interrogativi sul modello standard delle particelle elementari, ad esempio la materia scura potrebbe essere parzialmente spiegata da particelle super-simmetriche – dice Patricelli – siamo al limite della frontiera”. Nel dipartimento del Professor Patriceli si sta mettendo a punto il centro di calcolo dell’ LHC  che si inserisce, insieme ad altri sistemi, nel progetto Grid del CERN, per la distribuzione di risorse di calcolo accessibili a tutti nel mondo, come accade con le griglie elettriche. Fonte: Wired.it

Sarà Guido Tonelli, ricercatore associato dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) a occupare la posizione di coordinatore internazionale dell’esperimento CMS (Compact Muon Solenoid) dell’LHC presso il CERN di Ginevra.

Si tratta di un riconoscimento importante per la fisica del nostro Paese, tenuto conto che l’esperimento ATLAS – il secondo dei quattro del nuovo acceleratore di particelle ginevrino – sarà coordinato da Fabiola Gianotti.

Guido Tonelli, classe 1950, si occupa di fisica delle alte energie dal 1978 e ha partecipato a ricerche presso il Fermilab di Chicago e lo stesso CERN (Svizzera). In particolare, si è dedicato ad alcune misure di precisione sui bosoni vettoriali intermedi, W e Z e sulla vita media dei mesoni “charmati”, alla determinazione del numero delle famiglie di neutrini leggeri e infine alla verifica sperimentale del Modello Standard delle particelle elementari.

“Il fatto che anche un secondo grande esperimento del CERN sia guidato da un italiano ci riempie di orgoglio: è il risultato del voto di una collaborazione che comprende istituzioni scientifiche di 38 paesi del mondo. L’elezione sancisce l’eccellenza dei risultati ottenuti dal gruppo italiano che lavora all’esperimento CMS”, ha commentato il presidente dell’INFN, Roberto Petronzio. L’esperimento CMS vedrà una nutrita partecipazione di nostri connazionali – circa 250, afferenti a 154 laboratori e sezioni dell’INFN sui 2500 scienziati provenienti da 138 università e centri di Ricerca di 38 paesi del mondo.

Posto nelle profondità del Massiccio del Jura, in una caverna 100 metri dalla superficie, CMS andrà alla ricerca del fantasmatico bosone di Higgs e di partner supersimmetrici delle particelle elementari, la cui rivelazione potrebbe consentire di spiegare la presenza della materia oscura nell’universo.

Fonte: LeScienze