lunedì 13 marzo 2017

Ritorno a Fukushima a sei anni dall'incidente.


Con Pio D’Emilia di Sky e Sefano Carrer de Il Sole 24 ore siamo tornati giovedì 9 marzo scorso  sui luoghi del disastro.
 Rispetto agli anni scorsi la radiazione è scesa a circa un decimo  e si vedono i segni di ricostruzione e di un progressivo ritorno alla normalità:

1. La radiazione a 1km dalla centrale è circa 2 muSv/h rispetto ai più di 20 del 2014. Nella regione di Fukushima, lontano dalla centrale, è circa un quarto di quella di Roma (0.1 muSv/h contro 0.4muSv/h)

2. La maggior parte del cesio 137 è stato lavato via dalle piogge. Questo isotopo ha circa 30 anni di tempo di dimezzamento, mentre il Cesio 134 che costituiva metà delle emissioni di Fukushima ha 2 ani di tempo di dimezzamento ed è praticamente sparito.

3. Le operazioni di bonifica riguardano la rimozione dei 10 cm superficiali del terreno contaminato. Questo corrisponde a migliaia di tonnellate di terriccio debolmente radioattivo che viene stoccato in montagne di buste nere di plastica (talvolta disperso nuovamente nell’ambiente a seguito di tifoni). Nonostante la radioattività sia trascurabile, nessuno si vuole prendere la responsabilità di disperdere questo materiale  a largo nell’oceano (che è infinitamente più radioattivo per via del potassio 40 e carbonio 14 in esso disciolto).

4. Le operazioni di messa in sicurezza della centrale proseguono: sono stati costruiti edifici di sicurezza intorno ai tre reattori che contengono i noccioli fusi e vengono effettuate misurazioni del materiale radioattivo in esso contenuto (i 700 Sv/h misurati circa un mese fa si riferiscono all’interno del reattore=. In questo caso, a differenza di Chernobyl, i tre gusci in cemento armato sono rimasti integri e non sono stati danneggiati dalla radiazione. Ciononostante il costo per decontaminare la zona ammonterà complessivamente a 100 miliardi di euro e richiederà circa 30 anni.

5. Molta gente vive ancora nelle case temporanee, dei microappartamenti di 20m2 in cui sono stati evacuati dopo l’incidente. Ora che l’ordine di evacuazione è stato rimosso in alcune zone, molti di essi potranno tornare nelle proprie case (anche se molte delle famiglie che hanno ricostruito la loro vita altrove avranno difficoltà a spostarsi di nuovo). I sussidi per gli sfollati (causa anche di casi di bullismo per i ragazzi sfollati) saranno comunque sospesi.


 6. La produzione agricola sta lentamente riprendendo, con quasi tutti i prodotti che passano le severissime soglie di 100 Bq/kg (le banane hanno 125  Bq/kg di potassio 40). Anche la pesca è finalmente ripresa al largo della costa della regione. Molte zone sono ancora contaminare e vi sono alcuni allevatori che si sono rifiutati di sopprimere i loro capi di bestiame dopo l’incidente e tengono in vita circa 300 mucche in sfida alle direttive del governo.


venerdì 3 marzo 2017

Meccanica Quantistica: Cos'è l'effetto Stark - Lo Surdo

Come visto in un post precedente, le lampade a fluorescenza emettono luce diseccitando gli elettroni del gas che contengono. Con una scarica elettrica questi passano ad un livello a energia più elevata: quando tornano allo stato fondamentale emettono luce con una lunghezza d’onda corrispondente alla differenza di energia tra i livelli atomici.  Ciascun elemento atomico ha un suo spettro di righe di emissione (e assorbimento), fisse e immutabili, definite dalla struttura atomica e dalle leggi della meccanica quantistica, che stabiliscono l’energia del fotone emesso nella transizione tra i due orbitali.
È possibile però alterare questi orbitali e modificarne l’energia corrispondente. Ponendo un  atomo in un campo elettrico, gli elettroni e, dotati di carica negativa, risentiranno della forza elettrostatica di Coulomb, passando in media più tempo nella regione a potenziale più alto e meno a quella a potenziale più basso. Gli orbitali atomici risultano distorti e la loro energia modificata  a seconda dell’orientazione del campo elettrico e della loro forma originale.

Ad esempio un orbitale sferico (s, quello a più bassa energia nel livello) risulterà allungato nella direzione del campo elettrico. Gli orbitali superiori (p), hanno la forma di tre birilli ciascuno parallelo ad uno degli assi cartesiani: quello orientato come il campo elettrico sarà quello maggiormente distorto e con uno spostamento maggiore di energia.
Perciò –ad esempio – nella transizione tra i livelli p, quella che era una riga spettrale unica, ossia luce di un solo colore, viene quindi divisa in varie righe a frequenza  diversa. Maggiore l’intensità del campo elettrico e maggiore sarà la separazione delle righe spettrali.
Questo è l’effetto Stark scoperto dal fisico tedesco nel 1913 e indipendentemente dall’italiano Lo Surdo. I due fisici osservarono il fenomeno in presenza di campo elettrico, contraddicendo le stime teoriche che supponevano un effetto molto più basso. Per la sua scoperta, Stark  vinse il premio Nobel nel 1919  (Lo Surdo no).
Al centro della macchia solare (scura), foto di sinistra il campo magnetico è più intenso. La linea del Ferro al centro dell’immagine di destra si divide in tre parti per l’effetto Zeeman. Foto delle 15:30 UT del 4 luglio 1974. La linea del ferro a  5250.2 Angstrom,  indica un campo magnetico di 4130 Gauss (0.4 Tesla, 10.000 volte più intenso di quello terrestre).  Credit: NSO/AURA/NSF



Un fenomeno analogo è l’effetto Zeeman, dovuto alla presenza del campo magnetico. Anche in questo caso le linee di emissione o assorbimento della luce vengono divise a seconda della forma degli orbitali atomici.  
Questi due fenomeni possono essere utilizzati al contrario: misurando le linee di emissione è possibile risalire all’intensità e alla disposizione del campo in una regione di spazio. Ad esempio in osservazioni astronomiche l’effetto Zeeman fornisce informazioni preziosissime sulla intensità e disposizione del campo magnetico sulla superficie del sole, delle stelle o anche in prossimità di buchi neri.
L’effetto Zeeman fu osservato per la prima volta dall’olandese Pieter Zeeman nel 1896.
Forte del suo premio Nobel, nel 1924 Stark iniziò a sostenere le idee di Hitler e diventò  uno dei maggiori sostenitori della fisica ‘tedesco-ariana’ in campo accademico. Pur di acquisire potere, fece di tutto per screditare le teorie quantistiche di Einstein e Heisenberg (che –tra l’altro - né lui né Lenard, altro nazi-nobel comprendevano perché la matematica era troppo complessa per loro). La più eclatante di tutte è la denuncia apparsa anonimamente, nell’organo di stampa ufficiale delle SS Das Schwarte Korps in cui diceva attaccava Heisenberg definendolo ‘un ebreo bianco’ per impedire  che gli fosse assegnata una cattedra a Monaco .  La fisica vera, nel frattempo , poco si interessava di politica per cui il progresso scientifico fu fortemente rallentato dalla pseudoscienze  esoteriche  naziste. Dopo la guerra Stark fu condannato a 4 anni di reclusione, poi condonati, per aver preso parte ad attività naziste. Morì nel 1957.

mercoledì 18 gennaio 2017

Sherlock ed UFO

A sinistra: Il colonnello Virginia Lake, della Shado. A destra, la Signora Holmes, formalmente matematica in pensione.
 Nonostante gli anni trascorsi, la somiglianza è innegabile.

(Spoilers medi, non leggete se non avete visto tutti gli epidodi di Sherlock)

Con il terzo episodio della quarta stagione, si concludono - almeno per il momento - le avventure di Sherlock Holmes nella sua ultima incarnazione.  

Le recenti cronache del più famoso investigatore del mondo hanno sconcertato molte persone, soprattutto di fronte alle apparenti capacità sovrumane di Eurus, sorella minore di Sherlock e Mycroft.    
Tuttavia, documenti segreti del governo  mostrano come la Signora Holmes, madre dei tre geniali fratelli, facesse parte - negli anni '80 - di una organizzazione segreta volta alla difesa della terra da attacchi alieni, la Shado.  Mrs Holmes è infatti in realtà il Colonnello Virginia Lake, a quei tempi braccio destro del Comandante Straker (La sua professione di matematica è evidentemente solo una copertura).

Il governo di Sua Maestà è venuto in possesso di tecnologia aliena combattendo gli extraterrestri in quegli anni. Si può quindi ipotizzare che questa tecnologia  sia stata utilizzata sui tre fratelli, soggetti involontari di esperimenti volti a creare delle menti ed intelligenze superiori. Nel caso di Eurus hanno probabilmente esagerato ed è andata male.

(Questo oppure la sceneggiatura è piena di buchi e incongruenze...)