scienze
Rassegna di articoli scientifici.(4 articoli)
Inviati in privato da Francesco Melis ed estratti da la repubblica.
Sommario:

01.Galileo, parte il Gps italiano
02.Quella rete così perfetta, la ragnatela non ha più segreti.
03.Così si illuminano i neuroni: il cervello si accende in un video.
04."Vi racconto la grande caccia alla particella mancante"

Da "Repubblica" del 20 marzo 2013
torino.repubblica.it/cronaca/2013/03/13/news/galileo_parte_il_gps_italiano_primi_test_il_sistema_funziona-54491655/

Galileo, parte il Gps italiano
primi test, il sistema funziona.
Sono quattro i satelliti messi in orbita per sostituire il sistema
statunitense di navigazione. Da ieri trasmettono un segnale valido. Nel
2014, quando il sistema sarà completamente operativo, saranno trenta.

Galileo, il sistema di posizionamento satellitare europeo, ha iniziato a
'lavorare': le prime trasmissioni sono state testate da un gruppo di
ricercatori del Politecnico di Torino e dell'Istituto Superiore Mario
Boella. Si tratta del primo utilizzo del segnale trasmesso dai primi
quattro satelliti messi in orbita e pensati per sostituire il sistema
statunitense Gps.
Come comunicato dall'Agenzia Spaziale Europea (Esa), i primi quattro
satelliti, dei 30 previsti, che costituiscono il nucleo del sistema di
radionavigazione satellitare europeo Galileo trasmettono da ieri un
segnale valido che permette di utilizzarli per il posizionamento. Una
prova fondamentale della sua operatività è arrivata dal team NavSAS
(Navigation Signal Analysis and Simulation), gruppo di ricerca congiunto
del Politecnico di Torino e dell'Istituto Superiore Mario Boella, che
ieri è stato tra i primi al mondo in grado di calcolare la posizione
basandosi unicamente sui satelliti Galileo, pochi minuti dopo l'inizio
della trasmissione.
Il sistema Galileo dovrebbe diventare operativo entro il 2014 e, una
volta completata la costellazione costituita da 30 satelliti, permetterà
agli utenti di determinare con estrema precisione la loro posizione nel
tempo e nello spazio, in modo ancora più preciso ed affidabile del Gps.
In questi anni Politecnico di Torino e Istituto Mario Boella,
parallelamente ad altri istituti di ricerca e università italiane, hanno
lavorato per sviluppare e sperimentare prototipi di navigatori
satellitari e nuove possibili applicazioni basati su Galileo.
(13 marzo 2013)

Secondo articolo:
Da "Repubblica" del 18 marzo 2013
www.repubblica.it/scienze/2013/03/18/news/ricerca_scoperto_segreto_resistenza_ragnatela-54824561/

Quella rete così perfetta, la ragnatela non ha più segreti.
Sottile, quasi invisibile e resistente: la chiave per spiegare l'estrema
efficienza della rete tessuta dai ragni sta nella sua iper-elasticità e
nel  sistema di ancoraggio che viene continuamente sollecitato, dicono
gli scienziati. Con possibili applicazioni dall'ingegneria alla
nanotecnologia

UNA 'rete' miracolosamente efficace, quasi invisibile eppure
infallibile: un piccolo miracolo della natura, che sempre più spesso
ispira, nella sua perfezione, le tecnologie più avveniristiche. A
svelare il segreto della resistenza delle ragnatele arriva ora il lavoro
di un'équipe di Trento con i colleghi del Mit di Boston: la chiave,
spiegano i ricercatori, sta nella robustezza dell'ancoraggio, una
struttura complessa costruita in modo intelligente. Il lavoro, che
suggerisce anche possibili applicazioni in campo ingegneristico, è
finanziato dall'European Research Council e verrà pubblicato da Small.
Lo studio, al quale ha partecipato Nicola Pugno del dipartimento di
Ingegneria civile dell'Università di Trento, ha dimostrato che è la
caratteristica iper-elastica della seta, che si irrigidisce sotto
tensione, a rendere la ragnatela estremamente robusta e resistente
all'impatto degli insetti.
La "tela" ha anche un altro punto di forza: se il carico applicato alla
ragnatela non è puntuale, come nel caso di un impatto di un insetto, ma
è distribuito, come nel caso del carico del vento, gli ancoraggi saranno
gli elementi strutturali più sollecitati, rilevano i ricercatori. Grazie
a calcoli di nanomeccanica non lineare, simulazioni di dinamica
molecolare e osservazioni sperimentali, gli studiosi hanno dimostrato
che la resistenza adesiva dell'ancoraggio è massima in presenza di una
certa ampiezza degli angoli alla base e che essa dipende dalla
deformabilità della seta. Quindi ogni tipo di seta prodotta da un ragno
per essere resistente avrà bisogno di una particolare struttura degli
ancoraggi.
Ancora una volta, osservando quello che la natura è già stata in grado
di creare, si possono trarre utili spunti per diversi campi di
applicazione: lo studio suggerisce soluzioni ispirate all'ancoraggio
della seta del ragno per il progetto di ancoraggi di robustezza estrema,
di grande interesse in campo ingegneristico, dai nanosistemi alle
applicazioni civili, dalle superfici nanostrutturate estremamente
adesive per applicazioni mediche agli ancoraggi per il cavo di ponti
sospesi.
(18 marzo 2013)

Terzo articolo:
Da "Repubblica" del 20 marzo 2013
www.repubblica.it/scienze/2013/03/20/news/cos_si_illuminano_i_neuroni_il_cervello_si_accende_in_un_video-54948017/

Così si illuminano i neuroni: il cervello si accende in un video.
Studiosi statunitensi hanno osservato per la prima volta nella sua
interezza il cervello di un animale vertebrato, nello specifico una
larva di pesce zebra. E hanno lanciato una nuova frontiera nello studio
del cervello.
di ELENA DUSI

ASSOMIGLIA a un cielo stellato, ma è in continuo movimento. Può sembrare
anche la Terra ripresa dal cielo, con le luci che si accendono e si
spengono senza pausa. Il cervello di un piccolo pesce zebra è un
concerto di neuroni in continua agitazione. Non riposa neanche un
istante. Ogni impulso trasmesso da una cellula si traduce in una
scintilla. E oggi è la prima volta che l'organo del pensiero di un
animale vertebrato viene osservato nella sua interezza, per un'ora di
seguito.
Il video prodotto dall'Howard Hughes Medical Institute di Ashburn, in
Virginia, è stato pubblicato su Nature Methods. Per ora le riprese del
cervello in diretta - un fotogramma ogni 1,3 secondi - hanno riguardato
un pesciolino al livello di larva, con appena 100mila neuroni in testa.
Ma è chiaro che l'ambizione dei ricercatori (enorme, allo stato attuale
della tecnologia) è quella di arrivare al cervello umano, che
all'interno del cranio ha un numero di cellule neurali 85mila volte
superiore.
L'Unione Europea a febbraio ha assegnato due miliardi di euro in dieci
anni a due "progetti bandiera" che rappresentano la scienza del
continente. Uno di essi è proprio la riproduzione del funzionamento del
cervello umano su un computer. O, meglio, su una serie di computer
collegati in serie. Pochi giorni dopo l'annuncio di Bruxelles, gli ha
fatto eco Washington. La Casa Bianca ha annunciato il varo del "Brain
Activity Map": la mappa del funzionamento del cervello umano. Anche se
gli estremi del finanziamento non sono ancora stati resi pubblici, si
tratterà di un'iniziativa da svariati miliardi di dollari e della durata
di un decennio. Per la scienza Usa si tratta del progetto più ambizioso
dopo il sequenziamento del genoma umano, durato per tutti gli anni '90.
Il pesciolino del laboratorio di Ashburn non sa di portare sulle spalle
tante aspettative. Gli scienziati Misha Ahrens e Philipp Keller lo hanno
modificato geneticamente in modo che le cellule del suo sistema nervoso
esprimano una proteina fluorescente nel momento in cui i neuroni si
accendono. Grazie a un microscopio, i ricercatori possono osservare
l'attività di 80mila delle 100mila cellule del cervello. Le altre sono
in maggioranza situate negli occhi e non sono facilmente raggiungibili
dallo strumento. Il lavoro di Ahrens e Keller è facilitato dal fatto che
la testa del pesce zebra, quando è ancora a livello di larva, è trasparente.
Studi simili condotti sui topolini di laboratorio dovevano inserire gli
strumenti ottici all'interno della testa, e potevano osservare zone
molto più limitate del cervello. Ma il bello del cervello è proprio il
suo funzionamento corale. Studiare come le varie aree si attivano in
contemporanea durante le attività più disparate, dallo studiare al
ricordare, dal vivere un'emozione all'imparare un movimento nuovo, è uno
dei campi più interessanti delle neuroscienze, e per il momento
sull'uomo lo strumento usato più spesso per la ricerca è la risonanza
magnetica.
Dagli studi sui pesciolini trasparenti al trasferimento su silicio
dell'architettura del cervello umano, lo studio di quell'universo
meraviglioso che è il cervello è oggi l'impresa forse dagli orizzonti
più vasti che la scienza si sia prefissata.
(20 marzo 2013)

Quarto articolo:
Da "Repubblica" del 14 marzo 2013
www.repubblica.it/scienze/2013/03/14/news/cern_festeggia_bosone_higgs-54562670/

"Vi racconto la grande caccia alla particella mancante"
A Roma alcuni dei protagonisti della scoperta del Bosone di Higgs:
Fabiola Gianotti e Guido Tonelli. Con il fisico Luciano Maiani,
direttore del Cern quando fu decisa la costruzione dell'acceleratore
LHC, a presentare il libro (scritto col giornalista Romeo Bassoli) in
cui narra la storia di una vera impresa
di ELENA DUSI

ROMA - Il Cern festeggia la scoperta del bosone di Higgs e riconferma il
volto della particella mancante inseguita dai fisici per quasi 50 anni.
Ma cosa c'è dietro alla macchina da scienza più grande e complessa del
mondo? Oltre vent'anni di progettazione, la carriera (e la vita) di
10mila fisici di 40 paesi del mondo, strumenti così complessi che la
tecnologia ha dovuto crearli ad hoc. La storia del Large Hadron Collider
(Lhc), l'acceleratore di particelle che al Cern di Ginevra ha raggiunto
una scoperta epocale per la fisica, è stata raccontata all'Auditorium di
Roma dal gruppo di fisici che ne sono stati protagonisti: Luciano
Maiani, direttore del Cern nel momento chiave in cui la realizzazione di
Lhc è stata decisa, alla fine degli anni '90. E Fabiola Gianotti con
Guido Tonelli, i due fisici italiani che hanno guidato i due esperimenti
(Atlas e Cms) che hanno osservato il bosone di Higgs. Maiani, uno dei
fisici teorici più prestigiosi del nostro paese, ha raccontato la storia
della macchina incaricata di scoprire i segreti della materia e i
misteri dei primi istanti dopo il Big Bang nel libro "A caccia del
bosone di Higgs. Magneti, governi, scienziati e particelle nell'impresa
scientifica del secolo", scritto con il giornalista Romeo Bassoli e
pubblicato da Mondadori Università.
"Oggi festeggiamo il successo di un'impresa - racconta Maiani - ma per
costruire Lhc abbiamo dovuto prendere decisioni difficili. Nel tunnel di
27 chilometri che oggi ospita questo strumento, infatti, operava un
altro acceleratore, che si chiamava Lep e che nel 2000 mostrò dei
risultati inaspettati. Poteva essere il bosone di Higgs, il Cern si
riempì di eccitazione e la scelta di fermare Lep proprio alla vigilia di
una possibile scoperta fu tra le più difficili della mia vita. Col senno
di poi, però si è rivelata giusta. Quei segnali non venivano dal bosone
di Higgs. La particella si trovava a un'energia più alta. Lhc, che è più
potente, è effettivamente riuscito a trovarla". Aspettare il 2008 (anno
di inaugurazione della macchina, una decina di anni più tardi rispetto
alle prime, ottimistiche, previsioni) si è rivelata alla fine la scelta
giusta. Nonostante l'esplosione del 19 settembre di quell'anno e
l'attesa del marzo 2010 per riparare tutti i magneti danneggiati, alla
fine il bosone di Higgs è apparso nei rivelatori di Ginevra.
In imprese scientifiche così imponenti, la caccia alla "particella
mancante" non viene affidata a un solo team di ricercatori. Attorno
all'anello di Lhc sono stati costruiti ben 4 rivelatori, incaricati di
studiare le collisioni fra i protoni lanciati a una velocità prossima a
quella della luce. Due di questi rivelatori (Cms e Atlas) sono stati
dedicati alla ricerca dell'Higgs. "Ci stiamo muovendo oltre la frontiera
della fisica nota - spiega Guido Tonelli - e per noi fisici sperimentali
la paura di un errore è una compagna costante. Ci segue come un'ombra.
Un risultato per noi è veramente tale se viene replicato da un altro
esperimento, ecco perché Cms aveva bisogno del riscontro di Atlas e
viceversa. Nonostante l'amicizia che mi unisce a Fabiola, la
competizione fra i due team è stata veramente agguerrita".
La competizione funziona se le due squadre procedono "in cieco": senza
che un esperimento conosca i dati dell'altro. Questo avviene sia per
evitare condizionamenti, sia per mantenere un eventuale "vantaggio" sui
rivali. "Ma Atlas e Cms - racconta la Gianotti - raccolgono la metà
circa della comunità dei fisici delle particelle del mondo. Ed è
frequente che un membro di un esperimento sia sposato o fidanzato con un
membro dell'altro esperimento. Quando nel nostro rivelatore Atlas spuntò
un dato interessante, chiamai una mia collega a casa, di domenica
all'ora di pranzo. Lei, che era sposata con un fisico di Cms, si dovette
chiudere in bagno per parlare".
La storia di Lhc racconta di scelte difficili dal punto di vista della
fisica, ma anche delle relazioni internazionali (il Cern è un
laboratorio mondiale, e i componenti dell'acceleratore sono stati
prodotti in decine di nazioni diverse) e delle finanze (la Germania,
subito dopo l'unificazione, ritirò parte del suo contributo e la Russia,
subito dopo il crollo dell'Urss, non fu in grado di rispettare le
scadenze per la consegna dei magneti). "Ma alla fine - spiega Maiani -
imprese così importanti possono essere realizzate solo se si ha la
capacità di avere una visione di lunga portata. Questo sembra
impossibile in Italia. Una volta feci una relazione in Senato sui
progressi della costruzione di Lhc, e un parlamentare mi si avvicinò per
chiedermi: Ma davvero serviranno dieci anni per farla entrare in funzione?".
(14 marzo 2013