Scienziati si diventa: la terza missione dell'Università

Tradizionalmente, l'Università ha avuto due missioni fondamentali: creare nuova conoscenza, attraverso la Ricerca, e tramandarla, tramite la Didattica.

Oggi, invece, le cose sono radicalmente cambiate e a questi due compiti si affianca una terza missione, ritenuta ormai fondamentale in un mondo sempre più tecnologico e complesso.

Questa terza missione, che è entrata con questo nome nei documenti europei a partire dal 2000, è la disseminazione della conoscenza scientifica a beneficio della società nel suo complesso.

Verso la Terza Missione: il Public Understanding of Science

Nonostante sia un'introduzione piuttosto recente, già dagli anni sessanta si era iniziato a parlare della responsabilità etica e sociale che le Università hanno nei confronti della cittadinanza. La popolazione, è stato man mano riconosciuto, ha il diritto di sapere verso quali obiettivi è diretta la ricerca scientifica, in che modo potrebbe influire sulla società o, più banalmente, per cosa vengono spesi i soldi dei finanziamenti, pubblici e privati, a essa destinati.

I primi passi ufficiali nel concretizzare questo nuovo approccio sono stati fatti nel 1985, quando la Royal Society ha pubblicato un primo testo di fondamentale importanza nella definizione della Terza Missione e, in generale, di cosa vuol dire fare comunicazione della scienza.

Il rapporto, in modo molto esplicito intitolato "The Public Understanding of Science", sottolineava come una maggiore comprensione della scienza e dei suoi metodi sia un elemento cruciale per aumentare la prosperità di una nazione. È anche importantissima nel processo decisionale, sia pubblico che privato, e in generale nel rendere più ricca la vita degli individui.

Secondo gli autori, poichè la nostra società è altamente tecnologica e dipende da un'industria fortemente science-based, non conoscere i principi secondo cui la scienza si muove è impensabile e non può che portare a un indebolimento dell'industria, prima, e dell'intera società, poi. Politici, dirigenti e cittadini devono quindi possedere una cultura scientifica di base e la scienza deve entrare nel dibattito pubblico.

Un'ulteriore sezione era dedicata alla comunicazione e gestione del rischio e dell'incertezza, elementi indispensabili per i policy maker.

Per arrivare a questo obiettivo educativo, gli autori hanno chiamato in causa principalmente le scuole, in cui la scienza e il metodo scientifico vanno insegnati da subito, e i media, che devono incrementare la copertura di notizie scientifiche e rapportarsi in modo costruttivo e sinergico con gli scienziati.

Per molti versi The Public Understanding of Science è un testo che si basa ancora fortemente su una visione top-down della comunicazione scientifica, in cui un attore "sapiente" - la comunità scientifica - è incaricato di educare l'altro che va quindi alfabetizzato, con delle regole abbastanza precise che indichino cosa vuol dire alfabetizzazione scientifica e in che modo la scuola e le università debbano educare i cittadini.

Tuttavia, pur con i suoi limiti, è stato un grande passo in avanti nella consapevolezza che il mondo accademico e la comunità scientifica non potevano rimanere confinati nella proverbiale torre d'avorio, ma iniziare a dialogare con la comunità di cui fanno parte. Ha posto, inoltre, l'accento sull'importanza che la scienza riveste nella società e su come questa debba essere presente nel dibattito pubblico perchè indispensabile per vivere nel mondo moderno.

La terza missione dell'Università oggi

Il concetto di comunicare la ricerca non solo ai propri pari - gli altri ricercatori - ma anche ad altri agenti della società, si è evoluto ed è enormemente maturato dagli anni ottanta a oggi.

Non solo, in molti casi, è differente l'approccio che scienziati e media hanno assunto nei confronti della comunicazione della scienza, superando il modello top-down e arrivando a una più inclusiva forma di dialogo fra istituzioni scientifiche e cittadini, ma si è anche avuta una normativizzazione del fenomeno.

A partire dai primi anni 2000, infatti, prima nell'Unione Europea e poi in Italia, è stato introdotto il concetto di Terza Missione dell'Università come lo conosciamo oggi, assieme a un metodo valutare gli atenei anche in base a criteri che mettono al centro la comunicazione scientifica. Nel nostro paese è l'Agenzia Nazionale di Valutazione del sistema Universitario e della Ricerca (ANVUR) che si occupa di valutare l'impatto sociale delle università e degli istituti di ricerca, attraverso criteri ben definiti che vanno a incidere sulla quantità dei finanziamenti pubblici erogati.

Anche l'Unione Europea, nel distribuire i fondi per i progetti di cui si fa promotrice, mette la comunicazione in un ruolo centrale, tanto da farne un criterio da cui non si può prescindere. I ricercatori devono, quindi, obbligatoriamente comunicare l'andamento, gli obiettivi e i risultati delle loro ricerche per poter continuare a usufruire dei fondi per il loro progetto.

Principalmente si tratta di una comunicazione verso l'esterno, cioè verso il pubblico generalista, attraverso iniziative come "La notte dei ricercatori", festival e conferenze divulgative. Ma anche, nel caso in cui il progetto di ricerca sia interconnesso con realtà aziendali e politiche, con tutti i vari attori coinvolti più o meno direttamente nella ricerca stessa.

Altro punto fondamentale della terza missione è anche lo scambio di conoscenza con il mondo dell'industria. Storicamente fedeli a un Modello Open Science in cui le università non detengono alcuna proprietà intellettuale, si è oggi passato a un modo di fare ricerca in cui le università conservano, proteggono e commercializzano i risultati delle loro ricerche (Modello di Licenza) fino ad arrivare al moderno modello in cui università e industria attuano una politica di attiva collaborazione (Modello di Innovazione). Gli atenei stessi hanno iniziato a gestirsi in modo simile a un'azienda, in cui la collaborazione con altre realtà, territoriali o internazionali, genera un profitto e quindi un ulteriore finanziamento per le proprie ricerche.

Anche l'Unione Europea ha dato un incentivo significativo tramite i Progetti Europei, con cui ripartire i finanziamenti verso quelle ricerche che sono in grado di generare benessere e progresso nella società e che rientrano in un programma più ampio di obiettivi che l'Unione si pone (come ad esempio Horizon 2020, il programma di finanziamenti per innovazione e ricerca attualmente in atto).

Pro e Contro

L'introduzione della terza missione nelle università e negli istituti di ricerca ha contribuito fortemente ad accrescere la consapevolezza scientifica dei cittadini, che sempre di più si ritrovano a dover interagire in prima persona con i ricavati della scienza e a prendere decisioni science-related. In particolare i nuovi media sembrano aver dato una spinta positiva aumentando la curiosità verso la scienza in un pubblico sempre più giovane.

Anche la comunità scientifica, seppur in misura minore, ha acquistato consapevolezza di come il proprio lavoro scientifico possa uscire dal laboratorio e avere un effettivo impatto sulla vita delle persone e sulla società. Sempre più ricercatori, in particolare giovani, si trovano a essere coinvolti in attività di comunicazione con il pubblico.

Dall'altro lato, però, una parte della comunità scientifica lamenta come l'implementazione della terza missione tolga tempo ed energie al lavoro di ricerca che dovrebbe essere l'obiettivo primario di uno scienziato. La scrittura di un progetto, la comunicazione con il pubblico o con i finanziatori, la partecipazione a festival ed eventi, sono attività che richiedono tempo e, oltretutto, capacità professionali che i ricercatori non sempre possiedono e non sono tenuti a possedere. Tuttavia carenze di questi aspetti possono compromettere, anche seriamente, la possibilità di ricevere finanziamenti anche da parte di atenei ed enti in cui si produce ottima ricerca e didattica di qualità.

Per quanto l'affermarsi sempre più alto di professionisti nella comunicazione scientifica che si occupano di questo aspetto in vece dei ricercatori, lo svantaggio in termini di tempo ed energie richiesti per portare avanti gli obiettivi della terza missione rimane, in particolare con gli attuali criteri di valutazione.

Un altro problema sollevato dalla comunità scientifica è l'appiattimento della ricerca che, vincolata a una logica industriale e di profitto, rischia di focalizzarsi unicamente su quei campi considerati più "meritevoli", lasciando indietro la ricerca di base o altre discipline meno di tendenza. La comunità scientifica, pur riconoscendo quindi i miglioramenti che la collaborazione con l'industria apporta alla società, teme di tradire la vocazione stessa della scienza, che dovrebbe essere mossa dalla curiosità e dal desiderio di sapere.

Nonostante i problemi che questo nuovo modo di fare ricerca scientifica si porta dietro, comunque non si può prescindere, in una società come la nostra, dal mantenere un vivo dialogo fra la scienza, le industrie e i cittadini.

 

Bibliografia

• https://royalsociety.org/~/media/royal_society_content/policy/publications/1985/10700.pdf
• https://www.anvur.it/attivita/temi/
• https://www.scientificbulletin.upb.ro/rev_docs_arhiva/full3aa_408113.pdf
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040162520311100
• https://link.springer.com/article/10.1007/s10961-015-9401-3#Sec2
• https://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/en/what-horizon-2020

 

La Vista delle Piante

Le piante ci vedono?
Ovviamente tutti sappiamo che le piante non hanno occhi, e per moltissimo tempo si è creduto che non possedessero nemmeno la vista. 
In realtà prima di tutto bisognerebbe capire e definire precisamente cos'è la vista. 

Ci viene naturale associare l'atto di vedere alla presenza di occhi, e forse se si parla del regno animale questo può essere anche vero, ma cosa si può dire delle piante?
Secondo molte definizioni oggi accettate dalla scienza la vista è il "senso della luce e degli oggetti illuminati". Questo cambia tutto nella nostra percezione di che cosa vuol dire vedere e di che cos'è la vista, e cambia tutto ciò che abbiamo sempre creduto di sapere sulle piante.

La luce è il cibo delle piante: la fotosintesi

Basta pensare a un girasole per capire che le piante non sono affatto immuni agli stimoli luminosi.
Ma non solo, facendo una passeggiata in un bosco ci si accorge subito di come alberi e piante di vario genere siano impegnate in una lotta senza esclusione di colpi per ricevere fino all'ultimo raggio di sole disponibile. 
E come dar loro torto? 
In fondo dobbiamo pensare che la luce solare è la loro più importante fonte di sostentamento, il loro cibo se vogliamo, la portata principale della loro dieta basata sulla fotosintesi.
La Fotosintesi Clorofilliana è un processo biochimico che permette alle piante di sintetizzare il glucosio di cui hanno bisogno utilizzando la luce solare come fonte di energia.
E' un processo composto da due fasi:

• Fase Luminosa: grazie al pigmento verde chiamato clorofilla, le piante catturano la luce solare dando inizio a una serie di reazioni chimiche che portano alla formazione di molecole denominate ATP e NADH.

• Fase Oscura o Ciclo di Calvin: in questa fase la pianta usa l'ATP e la NADH prodotte durante il giorno per trasformare l'anidride carbonica che prende dall'atmosfera in molecole di Glucosio o di altre componenti necessarie alla sua sopravvivenza.

Lo scarto di questo complesso processo biochimico è l'Ossigeno.
Certo, in una serie di reazioni così elaborate intervengono anche moltissimi altri nutrienti, come l'acqua e i sali minerali, che la pianta assorbe attraverso le radici; si può tuttavia dire che la luce è il motore principale della Fotosintesi e la pianta ha un bisogno disperato di trovarla.

Piante che seguono il sole: il Fototropismo

Se la luce è così importante, non sorprende che le piante abbiano sviluppato un'incredibile capacità di muoversi verso di essa, modificando la posizione delle foglie ma anche crescendo nella sua direzione.
Questo movimento è detto Fototropismo. 
Quando due piante si trovano a vivere molto vicine la competizione per la luce è una faccenda molto reale, perchè la più alta fa ombra alla più bassa. 
Questo porta le piante a crescere più rapidamente in altezza per superare la rivale, una competizione chiamata fuga dall'ombra, e che era noto fin dall'antica grecia!
Se mettiano una piantina in una scatola chiusa e lasciamo una sola apertura per far entrare la luce, noteremo che quella pianta crescerà nella direzione del foro fino a uscirne per ricevere più luce possibile.

Esempio di Fototropismo

Il Fototropismo è un comportamente che è stato a lungo ignorato e sottovalutato, ma che esperimenti più recenti hanno studiato più approfonditamente, scoprendo che le piante sono davvero molto più intelligenti di quanto non pensassimo.
Una crescita rapida come quella della fuga dall'ombra, ma anche il dirigersi deliberatamente verso la fonte luminosa, denota un complesso calcolo dei rischi e dei benefici; ci vuole un gran dispendio energetico, infatti, potrebbe addirittura essere fatale, eppure il beneficio rappresentato dalla luce vale l'investimento fatto.

Occhi chimici

Se è evidente, quindi, che le piante hanno percezione della luce e si muovono per raggiungerla, è altrettanto evidente però l'assenza di occhi.

Come fa quindi la pianta a vedere la luce?

Grazie a una serie di molecole che agiscono da fotorecettori, in grado cioè di ricevere e trasmettere informazioni sulla direzione da cui  i raggi luminosi provengono e sulla loro qualità

La pianta, infatti, non è solo in grado di riconoscere la luce dall'ombra, ma riesce ad avere informazioni anche sulla sua lunghezza d'onda.

Questi fotorecettori sono: i fitocromi, le fototropine e i criptocromi.

Strutture dei fotorecettori

Queste molecole sono proteine sensibili a specifiche lunghezze d'onda della luce (il rosso, l'infrarosso, il blu e l'ultravioletto). Quando la luce le colpisce, modificano la loro struttura e la loro conformazione inviando così un certo segnale alla pianta che fornisce tutte le informazioni necessarie perchè veda.

Se nell'uomo e negli animali più evoluti i fotorecettori si trovano nell'occhio e l'impulso elettrivo viene inviato al cervello, nelle piante non abbiamo nè occhi nè cervello. 

Dove sono posizionati quindi questi recettori?

Nel mondo vegetale, tutte le facoltà sono presenti su tutta la pianta, e lo stesso vale per i fotorecettori che servono a percepire la luce. La maggior parte di essi sono situati sulle foglie, ma ce ne sono anche sullo stelo, i viticci, i germogli e persino nel legno cosiddetto verde.

E' come se la pianta fosse ricoperta di migliaia di minuscoli occhi.

Nel 1905 il botanico Gottlieb Haberlandt ipotizzò persino la presenza sulla pianta di piccoli ocelli, una sorta di occhio primitivo formato da minuscole lenti concave o convesse, esattamente come il cristallino che si trova nella struttura degli occhi umani, che oltre all'idea di luce restituiscono alla pianta anche le forme. 

Schema di un ocello

Le teorie di Haberlandt non hanno mai trovato una conferma sperimentale, ma sicuramente negli ultimi anni il mondo vegetale ha riacquistato dignità presso gli scienziati, che si sono resi conto sempre di più di come le piante non siano semplicemente degli esseri immobili. L'intelligenza delle piante è sempre più studiata e sempre più evidente studio dopo studio, e ora che gli esperimenti rivelano anche un po' del modo in cui percepiscono il mondo, dobbiamo riconoscere evidentemente come molto più che un ornamento.

Chissà, forse la conoscenza dell'intelligenza vegetale a partire dalla comprensione di come vedono e sentono il mondo, può aiutarci non solo a vivere meglio e in armonia con loro sul nostro pianeta, ma anche a dare una svolta alla nostra ricerca di intelligenze aliene.

Fosfina nell'atmosfera di Venere

 

Quando pensiamo a pianeti che possono ospitare la vita certamente Venere non è il primo che ci viene in mente: nonostante dimensioni e massa siano simili a quelle terresti la sua atmosfera è composta quasi interamente da Anidride Carbonica, ha una pressione di 92 atm, una temèperatura di circa 380°C e piogge di acido solforico.

Un bel posticino quindi.

Ultimamente però si è iniziato a rivalutare questo pianeta come possibile pianeta ospitale per la vita, in particolare ci si è concentrati su alcuni strati della sua atmosfera che si trovano a circa 50 km dalla superficie e che presentano condizioni di temperatura simili a quelle terrestri (che definiamo temperate) e di pressione atmosferica.

E' proprio qui, in queste nubi, che gli scienziati hanno rilevato la presenza di una molecola molto semplice eppure molto importante: la fosfina.

Fosfina: chimica e biochimica

La fosfina è una semplice molecola composta da un atomo di fosforo legato a tre atomi di idrogeno.

Possono esserci anche dei derivati che al posto dell'idrogeno presentano dei gruppi alchilici o arilici.

Si prepara industrialmente in vari modi: facendo reagire fosforo bianco con idrossido di sodio (reazione che produce anche ipofosfito di sodio come sottoprodotto), tramite l'idrolisi di un fosfuro di metallo quali il fosfuro di alluminio o il fosfuro di calcio, oppure campioni puri  possono essere preparati usando l'azione dell'idrossido di potassio sullo ioduro di fosfonio.

Sono molto utili in tante reazioni chimiche, in particolare i derivati fenilici delle fosfine sono usati insieme a catalizzatori metallici in una importante reazione della sintesi organica che permette di formare nuovi legami C-C (la reazione di Sonogashira).

Un altro modo in cui la fosfina può essere prodotta è tramite l'azione di alcuni batteri anaerobici, cioè che vivono in assenza di opssigeno, e per questo motivo può essere considerata un indicatore della presenza di forme di vita su pianeti ed esopianeti. 

 

Fosfina su Venere

Le misurazioni dell'atmosfera di Venere sono state fatte sfruttando una particolare banda di assorbimento della fosfina, utilizzando una tecnica spettroscopica e le osservazioni di due differenti telescopi ottenute autonomamente.

La presenza di PH3 nell'atmosfera è stata quindi confermata oltre ogni ragionevole dubbio ed è stata stimata essere di circa 20 ppb (parti per miliardo).

Restava da capire, escludendo ovviamente la presenza di laboratori ed industrie sulla superficie, se qualche evento naturale potesse essere responsabile.

La presenza di PH3 implica una fonte atmosferica, superficiale o sotterranea di fosforo, o la consegna dallo spazio interplanetario. Gli unici valori misurati del fosforo atmosferico su Venere provengono dalle sonde di discesa Vega 32 , che erano sensibili solo al fosforo come elemento, quindi non era in grado di distinguere le varie forme e molecole in cui si presenta, ma nessuna specie di fosforo è stata segnalata sulla superficie planetaria.

spettri JCMT e ALMA dell'intero pianeta attraverso l'intera banda
passante comune a entrambi i set di dati.

La maggior parte del fosforo presente nell'atmosfera o nella superficie di Venere è prevista come forme ossidate di fosforo, ad esempio fosfati. Considerando tali forme e adottando i dati di abbondanza di Vega (il valore più alto dedotto, più favorevole per la produzione di PH3 ), sono andati a calcolare se la termodinamica di equilibrio in condizioni rilevanti per l'atmosfera, la superficie e il sottosuolo venusiano può fornire ~ 10 ppb di PH 3 (considerando quindi un limite inferiore per trovare la soluzione termodinamica più facilmente ottenibile). Hanno trovato che la formazione di PH3 non è favorita anche considerando 75 reazioni rilevanti in migliaia di condizioni che comprendono qualsiasi probabile proprietà dell'atmosfera, della superficie o del sottosuolo (temperature di 270-1.500 K, pressioni atmosferiche e sotterranee di 0,25-10.000 bar, ampio intervallo di concentrazioni di reagenti). In particolare, i ricercatori hanno escluso l'idrolisi del fosfuro geologico o meteoritico come fonte del PH3 venusiano . Si esclude anche la formazione di acido fosforoso (H3PO3 ) perchè la sua formazione a temperature e pressioni di Venere richiederebbe condizioni piuttosto irrealistiche, come un'atmosfera composta quasi interamente da idrogeno.

Le reazioni fotochimiche nell'atmosfera di Venere non possono inoltre produrre PH3 a alla velocità necessaria alla Fosfina stessa per non venir degradata dai raggi UV in un'atmosfera come quella di Venere, e oltretutto per generare PH3 dalle specie di fosforo ossidato, i radicali generati fotochimicamente devono ridurre il fosforo estraendo ossigeno e aggiungendo idrogeno, che richiedono reazioni prevalentemente con H, ma anche con radicali O e OH. I radicali di idrogeno sono rari nell'atmosfera di Venere a causa delle basse concentrazioni di potenziali fonti di idrogeno (specie come acqua H2O e acido solforico H2S).

Si è infine escluso anche che possa essere stata prodotta PH3 attraverso eventi quali fulmini, impatti con oggetti in atmosfera o vento solare perchè la quantità di fosfina prodotta sarebbe troppo inferiore a quella rilevata.

Se nessun processo chimico noto può spiegare la presenza di PH3 all'interno dell'atmosfera superiore di Venere, allora deve essere prodotto da un processo non precedentemente considerato plausibile per le condizioni venusiane. 

Questa potrebbe essere fotochimica o geochimica sconosciuta. 

O forse vita. 

Naturalmente bisogna andarci molto cauti: ad esempio, la fotochimica delle goccioline delle nuvole venusiane è quasi completamente sconosciuta e si deve quindi considerare una possibile fonte fotochimica in fase gocciolina per PH3 (anche se PH3 verrebbe ossidato dall'acido solforico). 

Anche le domande sul perché organismi ipotetici su Venere potrebbero produrre PH3 sono altamente speculative.

La conferma della presenza di fosfina nelle nubi di Venere è quindi una scoperta socuramente eccitante, che apre a molteplici possibilità, ma ancora molti studi sulla geochimica e la fotochimica di questo pianeta andranno fatti prima di poter dire c'è vita su Venere.

La scienza di Dark

In una piovosa cittadina tedesca, al limitare di un bosco, scompaiono misteriosamente dei bambini.

Nel frattempo un uomo si uccide e un altro arriva in città... e la locale centrale nucleare rischia di dover chiudere.

Questo l'incipit di una delle serie tv di maggior successo degli ultimi anni, dove alberi genealogici, misteri da svelare, viaggi nel tempo e litri di pioggia si intrecciano alle storie personali di un gruppo di personaggi dei più svariati.

Ma questo non è un sito cinematografico e quindi non vi parlerò della qualità della serie, né della sua trama, né delle sue svolte di trama.

Questo è un sito scientifico e, proprio come dice il titolo, si parlerà di scienza, in particolare della scienza che più o meno in modo accurato gli autori hanno inserito nella loro creatura come filo conduttore della trama e vero e proprio motore della storia.

I viaggi nel tempo e la Teoria della Relatività

L’eterna corrente trascina sempre con sé tutte le epoche attraverso entrambi i regni e in entrambi le sovrasta. 

[Elegie duinesi - R.M. Dilke]

Penso che chiunque abbia anche solo sentito nominare la serie, pur senza averla vista, sa che Dark parla di viaggi nel tempo.
In realtà parla di molto altro, ma è innegabile che i viaggi nel tempo siano uno dei punti fondamentali della storia e a questi viene dato ampio spazio sia narrativamente che scientificamente.
Un concetto citato più volte è quello di Wormhole e si parla spesso di Teoria della Relatività.
Ma di cosa si sta parlando?

La Relatività Ristretta e, successivamente, la Relatività Generale, sono due teorie fisiche formulate da Albert Einstein nel 1905 e nel 1915.
Furono teorie rivoluzionarie per la fisica di quell'epoca perché fino a quel momento ci si era basati sulle leggi di Newton e sulla cosiddetta Relatività Galileiana, per cui le leggi matematiche che governano i fenomeni naturali sono le stesse in qualunque sistema di riferimento.
Era un periodo però di grande fermento scientifico, quello di inizio novecento, e già si era trovato che i fenomeni elettromagnetici uscivano da questo tipo di visione del mondo, ma non c'era in effetti una vera e propria teoria matematica a supportare queste evidenze.
Einstein riuscì con le sue teorie non solo a dare a questi dati un fondamento matematico, ma a rivoluzionare completamente la fisica (ma non solo!), smentendo contemporaneamente la teoria dell'Etere (una sorta di fluido invisibile che si credeva pervadesse tutto e in cui si muovevano le onde elettromagnetiche) e inoltre a introdurre il concetto di spazio-tempo.

rappresentazione semplificata
della deformazione dello
spazio-tempo

Cosa succede se lasciamo cadere una pietra? Certo, questa cade per effetto della forza di gravità terrestre. Ma cos'è davvero la gravità?
Dobbiamo considerare che la Terra non agisce direttamente sulla pietra, ma in un certo senso possiamo dire che la Terra agisce sullo spazio-tempo in cui è immersa, creando come effetto, quindi, ciò che noi chiamiamo gravità.
Immaginiamo lo spazio-tempo come un enorme telo teso, e su questo telo poniamo un peso, come ad esempio la Terra.
Questa deforma il telo creando un avvallamento.
Se ora noi mettiamo sul telo una pallina più piccola e leggera, vedremo che essa tende a finire dentro questo avvallamento creato dalla Terra pesante.
Un'altra cosa che noteremo è che man mano che la pallina si avvicina al centro dell'avvallamento (la cosiddetta singolarità), inizierà ad andare più veloce.
Ecco perché parliamo di spazio-tempo, perché non solo abbiamo una deformazione dello spazio, ma anche del tempo che non è più una costante immutabile, ma è diverso a seconda di dove ci si trova.
Se immaginiamo che la nostra pallina sia un'astronave al cui interno c'è un uomo, avremo che quest'uomo invecchia più lentamente di, diciamo, il suo fratello gemello rimasto sulla Terra.
Sono differenze piccolissime che però posso acquistare una certa rilevanza a grandissime distanze e che hanno una certa rilevanza anche nella nostra vita di tutti i giorni, perché l'aggiustamento di queste minuscole variazioni di tempo permette ai nostri dispositivi GPS di funzionare correttamente.
Naturalmente questa spiegazione è molto semplificata, certamente la Terra non è poggiata sullo spazio tempo, ma vi è immersa, e c'è parecchia matematica a supportare il tutto, fino ad arrivare alla famosissima equazione dell'Energia e della Massa E=mc^2.

Risolvendo una di queste equazioni, un assistente di Einstein, Nathan Rosen, teorizzò la possibilità di attraversare lo spazio-tempo tramite delle scorciatoie, chiamate Ponti di Einstein Rose, ma che comunemente sono conosciuti col nome Wormhole.

rappresentazione di uno wormhole

Rosen immagina di riuscire a piegare lo spazio-tempo talmente tanto da poterne avvicinare i due lembi. Per fare questo è necessaria una massa di dimensioni incredibili, come ad esempio quella di un Buco Nero (che cattura la materia senza lasciare sfuggire neanche la luce) e un Buco Bianco (che emette materia, ma non permette a nulla di entrare), uno da una parte e uno dall'altra del Wormhole.

Essendo però lo spazio e il tempo la stessa cosa, è possibile teoricamente spostarsi da un punto all'altro non solo dello spazio ma anche del tempo. Questo richiederebbe una quantità di energia enorme, impossibile a livello pratico, ma teoricamente parlando non ci sono particolari impedimenti ai Wormhole. Se la distanza esterna fra le "bocche" del Wormhole è abbastanza corta e la distanza interna all'interno del Wormhole è sufficientemente lunga, allora l'uscita si troverà in un punto del tempo precedente all'entrata.

Dal Gatto di Schrodinger agli Universi Paralleli

 Penso si possa tranquillamente affermare che nessuno capisce la meccanica quantistica 

[Richard Feynman]

A un certo punto la serie si complica ed entra in ballo la Meccanica Quantistica.

Più o meno quello che è successo nella storia della fisica, si potrebbe dire.

Niels Bohr

Durante i primi anni del '900 c'era davvero gran fermento e oltre ad Einstein molti altri fisici elaboravano teorie rivoluzionarie che spesso erano in contrasto fra loro e i cui principi risultavano non sempre chiari ( d'altronde per molti versi è ancora così quando si parla di Meccanica Quantistica).

Uno di questi fisici era Niels Bohr, il principale esponente di quella che va sotto il nome di Interpretazione di Copenaghen: secondo questa interpretazione una particella, finché non viene sottoposta a misura, non possiede una posizione definita.

Possiamo pensare di conoscere con una certa ragionevole precisione la probabilità che quella particella si trovi in un posto o in un altro, ma finché non la misureremo, quella sarà contemporaneamente (o per meglio dire, potenzialmente) ovunque.

Questo vuol dire che dobbiamo abbandonare qualsiasi pretesa di una conoscenza approfondita della realtà che ci circonda.

Einsteinperò, pur essendone uno dei fondatori, si sente un po' a disagio con la Meccanica Quantistica, e in particolare con i Salti Quantici presenti in questo tipo di interpretazione; credeva infatti che non fosse possibile per un evento essere influenzato da qualcosa da cui risulta separato da intervalli spaziali. Non è possibile che la funzione d'onda che descrive la particella venga influenzata istantaneamente in tutto lo spazio da un'osservatore che invece si trova in un punto.

Inoltre, Einstein, trovava inaccettabile l'uso della probabilità (Dio non gioca a dadi).

Einstein non perse mai l'occasione di manifestare pubblicamente la sua insoddisfazione nei confronti della teoria, e le sue discussioni con Bohr rappresentano uno degli eventi leggendari nelle cronache della Fisica moderna.

Un altro a non essere particolarmente soddisfatto dall'Interpretazione di Copenaghen era Schrodinger, che non concordava con la suddivisione in sistemi quantistici e classici, nonché dal ruolo dell'osservatore, anch'esso fatto di atomi e quindi, secondo lui, parte del sistema.

Da qui il povero e famoso gatto: in una scatola si pone un gatto, una sostanza radioattiva e un contatore Geiger; le probabilità che la sostanza radioattiva decada entro un'ora sono il 50% e se questo accade viene azionato un meccanismo che libera una sostanza velenosa in grado di uccidere il gatto. 

Finché non apriamo la scatola e non osserviamo l'interno, il gatto è contemporaneamente vivo e morto... assurdo, secondo Schrodinger.

il gatto di Schrodinger

                                      

A questo punto si inserisce un'altra interpretazione, proposta per la prima volta dal dottorando Hugh Everett, che viene chiamata dei Molti Mondi.

Everett elimina il problema del collasso della funzione d'onda ad opera di un osservatore esterno dicendo che tutti gli esiti potenziali sono realizzati, ma non tutti nello stesso universo fisico. 

Si verrebbe a creare, quindi, un multiverso di universi paralleli, che però non possono venire in contatto fra loro.

Questo è considerato un bel problema, dato che rende impossibile verificare l'idea di Everett. Inoltre Richard Feynman (un fisico statunitense, premio Nobel nel 1965) ad esempio era preoccupato dal fatto che ogni universo contenesse una copia di noi stessi.

i molti gatti

Secondo lui ognuno di noi sa in quale modo il mondo si è diviso per cui ci è possibile seguire la traccia del nostro passato. Quando facciamo un'osservazione di questa traccia, il risultato è "reale" nello stesso modo in cui lo sarebbe se l'osservazione fosse seguita da un osservatore "esterno"? Inoltre, sebbene

possiamo considerare noi stessi osservatori esterni quando guardiamo al resto del mondo, il resto del mondo include osservatori che osservano noi. Saremo sempre in accordo su ciò che vediamo? Secondo Feynman non vale nemmeno la pena di discuterne.

Tuttavia questa interpretazione ha riscosso anche molto successo, non solo fra i fisici (come ad esempio Stephen Hawking) ma soprattutto nella fantascienza che se ne è servita abbondantemente grazie proprio alla fascinazione scientifica e filosofica che si porta dietro.

Secondo David Deutsch, un fisico britannico, inoltre, ci sarebbe persino un modo per dimostrare questa teoria tramite un computer che creerebbe un fenomeno di interferenza quantistica, per cui i mondo che sono stati separati a un certo punto si ricombinerebbero... vi ricorda qualcosa? 

La Teoria del tutto

Una cosa che la serie Dark è riuscita a fare, a prescindere dalla riuscita effettiva finale, è stata prendere la Teoria della Relatività e la Meccanica Quantistica e unirle insieme in modo che convivessero e si intersecassero in un'unica trama coerente.

Una cosa che è un po' il sogno della maggior parte dei fisici.

Per ora le due teorie cardine della fisica moderna funzionano piuttosto bene nel descrivere il mondo che ci circonda nella rispettiva area di studio (l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo), eppure falliscono se applicate l'una all'altra.

Nemmeno a dirlo, fu Einstein il primo a cercare una teoria unificante, ma non ci riuscì e da allora ancora nessuno ce l'ha fatta, alcuni persino ritengono una tale impresa impossibile, altri ancora hanno abbandonato l'idea di una teoria unica, come Stephen Hawking il quale, dopo averla cercata per anni, decise che in fondo era meglio così:

 “Sono lieto che la nostra ricerca della comprensione non finirà mai e che avremo sempre la sfida di una nuova scoperta. Senza di essa, ristagneremmo“

 Bibliografia

• "L'ordine del tempo", Carlo Rovelli - Adelphi

• "Relatività: esposizione divulgativa" , Albert Einstein - Universale Bollati Boringhieri

• "Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: a tool for teaching general relativity" , Michael S. Morris and Kip S. Thorne

• "L'incredibile cena dei fisici quantistici" , Gabriella Greison - Salani Editore

• "La Realtà Quantistica" , Danilo Babusci, Matteo Mascolo - INFN-Laboratori Nazionali di Frascati Via E. Fermi 40, Frascati, Italy

• "On the Role of Entanglement in Schrodinger’s Cat Paradox" , Stefan Rinner · Ernst Werner

• "Quantum theory, the Church-Turing principle and the universal quantum computer" , David Deutsch

Quanto è acida la Coca Cola?

Se la presenza di zucchero in gran quantità è sicuramente dannoso per il nostro organismo, cosa dire allora dell'acido fosforico?

Periodicamente la questione sull'acidità della Coca Cola torna a far parlare di sè e puntualmente viene smentita come enorme bufala. Come è possibile? Come posso sapere quanto è acida la Coca Cola?

La storia in breve

Chi non conosce la Coca Cola?

Questa bevanda è, ormai da molti anni, la regina incontrastata delle bibite zuccherate in tutto il mondo, impossibile immaginare una festa di compleanno senza una bottiglia di questa bevanda in mezzo al tavolo.

Nonostante la sua popolarità, è anche spesso stata al centro di molte critiche a causa del suo altissimo contenuto di zucchero (dai 9 agli 11 grammi ogni 100 grammi di bevanda).

John Pemberton

Non tutti sanno però che a crearla fu il farmacista statunitense John Stith Pemberton l'8 maggio 1886 ad Atlanta, in Georgia, ma non come drink da bere con gli amici, bensì come rimedio per il mal di testa e la stanchezza.

Prese l'idea da una popolare bevanda chiamata Vino di Coca, una miscela di vino e foglie di coca, ma Pemberton sostituì l'alcol con un estratto delle noci di cola, una pianta tropicale da cui si estrae anche la cocaina. La sostanza alcaloide venne scartata nel processo di produzione ma le noci furono mantenute.

Tuttavia Pemberton non era un grande uomo d'affari, accumulò migliaia di dollari di debiti e vendette la sua formula e i diritti a Asa Candler, un uomo d'affari che aveva intuito il grade potenziale della Coca Cola e sapeva bene che la pubblicità era fondamentale per diffonderla e vincere sulla concorrenza.

Negli anni venti la Coca Cola iniziò letteralmente a sbancare e divenne quindi un marco mondiale e la più conosciuta fra le bevande e uno dei marchi più popolari del pianeta.

La ricetta esatta è tutt'ora segreta, ma gli ingredienti indicati in etichetta sono:

• Acqua
• Anidride carbonica
• Zucchero (solitamente sciroppo di glucosio, ma diversi dolcificanti possono essere utilizzati nelle versioni dietetiche o in altre)
• Colorante E150d (caramello solfito ammoniacale)
• Acido fosforico
• Aromi naturali (tra i quali è presente l'estratto di foglie di coca)
• Caffeina (in genere sui 100mg/l ma in quantità variabile in versioni dietetiche o altre)

Quanto acido c'è?

Se abbiamo una soluzione acida ma non sappiamo quanto acida, il modo più immediato è prendere una cartina tornasole e musirare il pH

si immergeun pezzo di cartina nella soluzione e
si confronta con i valori standard indicati

Tuttavia, se si vuole sapere con più precisione la concentrazione di un acido in una soluzione incognita, il metodo comunemente usato è la Titolazione acido/base.

Consiste nel neutralizzare lentamente l'acido a concentrazione ignota, usando una base la cui concentrazione è, invece, nota.

esempio di titolazione e costruzione
della curva di titolazione

Il pH della soluzione varia, prima lentamente, poi subisce un salto in corrispondenza di un punto detto Punto di Equivalenza.

Il raggiungimento di questo particolare punto indica la fine della titolazione e il volume di titolante utilizzato (cioè della soluzione di cui conosciamo la concentrazione) ci serve per poter determinare la concentrazione ignota.

La variazione di pH durante la titolaione va necessariamente monitorata.

Esistono sostanzialmente due metodi:

• Tramite uno strumento (ad esempio uno spettrofotometro o un potenziometro)
• Tramite un indicatore di pH

Gli Indicatori di pH in particolare sono estremamente utili: si tratta di specie chimiche che presentano una vistosa variazione di colore in base al pH in cui si trova. Il cambiamento di colore dell'indicatore indica il raggiungimento del punto equivalente e la scelta dell'indicatore adatto è fondamentale quando si va a fare una titolazione acido/base.

Indicatori acido/base
fonte https://it.wikipedia.org/wiki/Indicatore_(chimica)#Indicatori_acido-base_(o_indicatori_di_pH)

Titolazione dell'Acido Fosforico

L'acido che è presente in maggior quantità nella Coca Cola e in generale in tutte le bevande a base di cola simili, è l'Acido Fosforico H3PO4 che quidi sarà l'acido di cui dovremo determinare la concentrazione.

L'Acido Fosforico, come ogni studente di chimica sa, sititola usando una base forte, generalmente la soda caustica o l'idrossido di potassio, ed è l'acido stesso a fare da indicatore in quanto reagendo con dei sali di ammonio forma un composto giallo paglierino.

Nel caso della Coca Cola, però, il colore molto scuro della bevanda rende impossibile apprezzare questo cambiamento di colore, perciò è necessario trovare un'alternativa.

Inoltre prima di poter effettuare l'aalisi, bisogna allontanare tutta l'Anidride Carbonica, che può dare problemi sia pratici, che nella misurazione del volume.

Il metodo classico che quindi si utilizza è quello potenziometrico, cioè usando uno strumento che misura il pH usando degli elettrodi, tipicamente un elettrodo a vetro.

Curva di titolazione di Acido Fosforico con Idrossido di Sodio

La concentrazione misurata di Acido Fosforico in questo tipo di bevande è circa 0.003 M, che corrisponde a un pH di circa 2.4.

Risultati simili si ottengono anche diluendo la soluzione e quindi riuscendo ad apprezzare il cambiamento di colore al punto equivalente.

Questo valore non deve spaventarci, perchè il nostro stomaco arriva fino a pH 1!

Bisogna fare comunque due considerazioni:

si va a calcolare la concentrazione soltanto dell'Acido Fosforico, nonostante vi siano altri acidi all'interno della Coca Cola, questi però non influiscono in maniera apprezzabile sul pH della bevanda;

c'è inoltre da considerare l'errore dovuto al fattoche l'Acido Fosforico è un acido poliprotico (cioè ha più di un idrogeno acido) e questo rende la titolazione più difficile e quindi soggetta aerrori che vanno poi calcolati, questo errore comunque in soluzione diluite è molto piccolo e inizia a diventare significativo solo per soluzioni molto più concentrate.

Quindi, quanto è acida la Coca Cola?

Abbastanza, tanto da poter essereutile per eliminare una patina sottile di calcare da un bicchiere, ma non tanto da dare problemi al nostro stomaco, che in quanto ad acidità non si batte!

Bibliografia:

• http://www.treccani.it/90anni/parole/1927-coca-cola.html
• J. Chem. Educ. 1983, 60, 5, 420 Publication Date:May 1, 1983 https://doi.org/10.1021/ed060p420
• Martín, Julia, Gloria Cañamares Marin, and Agustin G. Asuero. "Titration Error in Polyprotic Acid-Base Titrations: Applications to Titration of Vinegar, Cola Drinks and Antibiotic Batches."

La chimica dei colori: il blu

 Benvenuti su La chimica dei colori.
Dopo una introduzione in cui vi ho parlato di come si definiscono i colori e dello spettro della luce visibile, veniamo ad argomenti probabilmente più interessanti e pratici e al primo approfondimento su un colore in particolare: il blu.

Definizione di blu

Il blu è uno dei colori percepibili dall’uomo, appartenente pertanto allo spettro del visibile, situato a circa 470 nm fra il ciano e il violetto.

Nella pittura è sempre stato considerato un colore primario, ma secondo la moderna teoria dei colori questo non è corretto, essendo i colori primari il ciano, il magenta e il giallo.

È un colore storicamente molto apprezzato, in particolare dagli antichi Egizi, ma anche dai pittori medievali nonostante fosse molto difficile da reperire e pertanto riservato alla raffigurazione di Cristo o della Vergine, come simbolo di purezza e divinità.

Non era invece molto popolare fra Gregi e Romani, in quanto veniva associato al colore azzurro degli occhi dei barbari.

Un piccolo excursus: coloranti, pigmenti e lacche

Prima di lanciarci nella storia di questo colore, è utile dare qualche definizione che ci aiuti a capire la differenza fra i diversi tipi di sostante colorate utilizzate dall’uomo.


I pigmenti sono generalmente i più comuni, in particolare se si parla di arte pittorica. Sono chiamati anche “terre” in quanto sono costituiti da polveri di varia natura (più spesso di origine minerale) insolubili nel mezzo in cui sono utilizzate, che vengono applicate tramite dispersione meccanica.


I coloranti invece sono sostanze organiche (possono essere sia naturali che di sintesi) solubili in un solvente. Essi si legano direttamente alle molecole dell’oggetto da colorare (ad esempio un tessuto) e impartiscono una colorazione stabile non solo superficiale ma su tutta la massa.


Le lacche, infine, sono pigmenti ottenuti rendendo insolubili dei coloranti, o precipitandoli come sali insolubili di cationi metallici o, a seconda della natura del colorante, facendoli reagire con poliacidi complessi.

Il blu: un colore difficile da trovare

Nell’antichità il grande problema del blu fu la sua reperibilità. La fonte principale per il pigmento blu fu il Lapislazzulo, i cui giacimenti si trovavano dove ora sorge il moderno Afganistan, o il più abbondante minerale Azzurrite, un carbonato di rame che però presentava dei problemi di stabilità.

Lapislazzulo

 

La vera svolta avvenne nell’Antico Egitto, grazie a quello che è passato alla storia come Blu Egizio, quello che può essere considerato il primo pigmento di sintesi della storia.

La sua formula chimica è (CaCuSi4O10) e la sua produzione iniziò più di 5200 anni fa e fu conosciuto anche da Greci e Romani e persino in Mesopotamia.

Manufatto dipinto con il Blu Egizio

La sua sintesi partiva da materiali facilmente accessibili come il limo, la sabbia e minerali quali azzurrite o malachite, ma non sappiamo come questa produzione fu iniziata e perfezionata fino ad arrivare al prodotto che è giunto fino a noi, sappiamo però che per oltre 4000 anni la sua composizione è rimasta invariata e che quindi si può presumere che gli antichi egizi arrivarono ben presto alla formula definitiva. In ogni caso la sintesi di questo pigmento comportava anche l’aggiunta di additivi come sale o cenere di papiro, e un controllo costante della temperatura, che doveva mantenersi sempre fra gli 800° C e i 900° C, e considerando che all’epoca non si disponevano di strumenti per misurarla come i termometri, non doveva essere affatto un compito facile.

Simile al Blu Egizio è quello che viene chiamato Han Blu, un pigmento rinvenuto in Cina e che presenta con il più famoso fratello occidentale, una struttura chimica che differisce unicamente per la presenza del Bario (Ba) al posto del Calcio (Ca).

Generico MCuSi4O10

Dopo la caduta dell'Impero Romano, il Blu Egizio praticamente scomparve dall’arte, fino ai tempi moderni dove è stato riscoperto dagli archeologi e riprodotto in laboratorio dai chimici.

Più che per le sue doti artistiche, però, questo pigmento è oggi studiato per le sue caratteristiche chimico-fisiche molto interessanti: la sua struttura cristallina particolare fa sì che riesca ad assorbire radiazioni infrarosse.

Una frase del genere potrebbe non voler dire nulla a chi non è del mestiere, ma in realtà è una caratteristica importantissima e che può portare a moltissime applicazioni in vari campi.

Il primo e più comune è quello sempre crescente della diagnostica dei beni culturali, cioè quella scienza che si occupa di esaminare opere d’arte o reperti archeologici per stabilirne le caratteristiche, la provenienza, l’epoca storica o per valutarne l’autenticità. Naturalmente questo lavoro è molto delicato e la ricerca di metodi che riescano a trarre molte informazioni senza che l’oggetto in esame venga rovinato è sempre aperta. Fortuna vuole che questo antico pigmento, così comune in reperti di epoca egizia sia visibile a strumenti che emettono radiazioni Infrarosse e che quindi possa essere riconosciuto facilmente e senza andare ad intaccare in alcun modo l’oggetto.

L’assorbimento di radiazione IR, comunque, è una porta aperta anche sul mondo delle comunicazioni e delle tecnologie ad esse legate, e lo studio del pigmento Blu Egizio si muove anche in quella direzione, chissà se fra qualche anno non avremo fibre ottiche o computers fatti proprio di questo materiale!

Il blu nei secoli

Come ho detto, dopo la caduta dell’Impero Romano, del Blu Egizio si perde ogni traccia. Durante il Medioevo il blu diventa un colore estremamente raro e l’unica fonte era rappresentata dall’Acquamarina, un minerale molto prezioso. Nel Rinascimento pertanto il blu divenne simbolo di purezza associato al mantello della Vergine Maria, o di divinità associato alla figura di Cristo.

Bisogna aspettare il 1704 prima di avere un primo pigmento di sintesi, il cosiddetto Blu di Prussia: venne scoperto casualmente da Diesbach che stava tentando di sintetizzare un pigmento rosso utilizzando sali di potassio e alcali. Questo è un sale di Ferro, per la precisione un ferrocianuro ferrico, ed è utilizzato spesso nei saggi per la determinazione della presenza di cianuro o come chelante nel trattamento di avvelenamento da metalli pesanti. È il colore nazionale francese ed era usato per colorare le uniformi degli eserciti napoleonici.

Blu di Prussia

Grandissima importanza storicamente ha avuto il Cobalto per la produzione di pigmenti blu sintetici, in combinazione di ossido con alluminio, fosforo, zinco e altri materiali per dare una grande varietà di sfumature.

Indigofera Tinctoria

Infine è impossibile non nominare l’Indaco: non è un pigmento, ma un colorante estratto dalla pianta Indigofera Tinctoria; all’interno di questa pianta vi è il precursore dell’indaco, l’indacano, il quale viene privato del glucosio tramite un enzima e infine ossidato all’aria per dare l’indaco. La tintura della stoffa si ha pertanto immergendola in una soluzione di indacano ed enzima (che è incolore o leggermente giallina) e lasciandola poi asciugare all’aria. I tessuti tinti con questo colorante, grazie proprio al metodo usato, non tendono a scolorire come quelli tinti con altri coloranti.

 

Bluetiful

Dopo la sintesi del Blu Cobalto (1802) sono passati più di 200 anni prima che si sintetizzasse una nuova tonalità di blu: l’YInMn Blue (Y=Ittrio ; In=Indio; Mn=Manganese).

Noto anche come Mas Blue, è un pigmento inorganico blu scoperto per caso dallo studente Andrew Smith nel laboratorio del professor Mas Subramanian presso l'Università statale dell'Oregon nel 2009. Smith stava effettuando degli esperimenti per ottenere una fibra ad alta conducibilità elettrica mediante ossidi di Ittrio, Manganese e Indio. Dopo averli messi in forno a quasi 1200° F (circa 649°C) ottenne un impasto che non aveva le proprietà richieste, ma che era di colore blu brillante e che rifletteva in modo insolito la radiazione IR.

YInMn Blue o Mas Blue

Questo nuovo pigmento era inoltre privo di tossicità (a differenza del blu cobalto o del blu di prussia), incredibilmente stabile e la sua capacità di riflettere l’infrarosso lo faceva essere meno soggetto a riscaldamento e quindi adatto a essere usato come vernice per automobili o nel restauro dei dipinti.

Dopo la scoperta, è stato aperto al pubblico un concorso per poter stabilire un nome commerciale di questa nuova tonalità e alla fine l’azienda di pennarelli Crayola, nel 2017, lo ha finalmente commercializzato con il nome vincitore: Bluetiful.

 

 

Bibliografia:

• Berke, Heinz. "Chemistry in ancient times: the development of blue and purple pigments." Angewandte Chemie International Edition 41.14 (2002): 2483-2487.

• J.R. Barnett et al. / Optics & Laser Technology 38 (2006) 445–453

• Philip McCouat, "Egyptian blue: the colour of technology", www.artinsociety.com

• Accorsi, Gianluca, et al. "The exceptional near-infrared luminescence properties of cuprorivaite (Egyptian blue)." Chemical Communications 23 (2009): 3392-3394.

• García-Fernández, Pablo, Miguel Moreno, and José Antonio Aramburu. "Origin of the exotic blue color of copper-containing historical pigments." Inorganic chemistry 54.1 (2014): 192-199.

• http://www.artspecialday.com/9art/2017/05/20/la-scoperta-yinmn-blue/

• https://it.wikipedia.org/wiki/YInMn_Blue

Scienziati si diventa: la ricerca bibliografica

Bentrovati, cari lettori, in una nuova puntata di Scienziati si diventa, dove vi svelo tutti i segreti e la #vitavera di noi scienziati e aspiranti tali.

Dopo le basi del metodo scientifico e una panoramica su cosa sono le riviste scientifiche, è arrivato il momento di conoscere quell'amico senza il quale nessuna tesi di laurea sarebbe mai stata scritta, nessun dottorato di ricerca mai conseguito e, per dirla tutta, nessun articolo di questo blog mai pubblicato: Google Scholar.

Ma... PubMed?

Facciamo un breve passo indietro: abbiamo imparato che quando si riporta una notizia scientifica o si fa un'affermazione è sempre necessario indicare le fonti, ovvero titolo dell'articolo che dice quella determinata cosa e rivista scientifica (possibilmente seria) su cui è stato pubblicato.

Non si può negare, però, che spesso quelle fonti rimangono dimenticate lì, alla fine dell'articolo di giornale, in fondo chi lo sa leggere un articolo scientifico pieni di termini mai sentiti prima e per di più in inglese? Vi dico la verità: anche gli scienziati stessi non capiscono quello che c'è scritto in un articolo di un campo diverso da proprio. In genere, comunque, sanno orientarsi nell'articolo, riescono più o meno a capire di cosa parla, quali sono le premesse e le conclusioni e se potrebbe essere affidabile. Non è difficile e con un minimo di preparazione ci può riuscire chiunque (sull'inglese, purtroppo, non vi posso aiutare, quello ci vuole per forza).

Quando vi imbattete in una citazione di una fonte scientifica, o anche se banalmente avete una curiosità su qualche affermazione letta on-line e volete verificarla, basta fare una breve ricerca bibliografica per avere una panoramica su un certo argomento e su cosa la comunità scientifica ne sa in quel momento.

Ci sono diversi database in cui poter fare questa ricerca: uno dei più noti (e vasti) è sicuramente PubMed, che raccoglie milioni di articoli medici e biomedici pubblicati sulle principali riviste scientifiche del settore.

Un altro database è quello di Elsevier, uno dei più importanti editori scientifici del mondo. 

Ce ne sono, in ogni caso, molti altri meno conosciuti di questi che vi ho citato, con interfacce più o meno semplici da usare. Inoltre le università e le biblioteche universitarie, in genere, hanno un proprio database fornito di interfaccia per poter effettuare ricerche in tutte le riviste di cui l'istituto detiene l'abbonamento.

Insomma,sembra incredibilmente dispersivo e in effetti lo è, soprattutto per chi non se ne intende e vuole semplicemente verificare se l'affermazione "il limone cura il cancro" sia vera o meno (per la cronaca: non lo è, ma proprio per niente!)

Google Scholar

In generale si può scegliere di usare la piattaforma che si preferisce per effettuare la ricerca, ma personalmente credo che il metodo migliore sia quello di andare direttamente su Google Scholar, che ha il grande vantaggio di essere un motore di ricerca che quindi può bypassare i limiti che ci sono sui vari PubMed, Elsevier eccetera.

Una volta qui, è sufficiente effettuare una semplice ricerca per parole chiave; ad esempio, se sto cercando letteratura scientifica riguardo l'uso della curcuma come antitumorale, potrei cercare "curmeric, cancer":

Posso ulteriormente filtrare la ricerca ad esempio limitando l'arco temporale di pubblicazione degli articoli o ancora selezionare unicamente quelli in lingua italiana (anche se in questo modo è probabile che si vadano a perdere molti degli articoli più significativi o, banalmente, più recenti)

Un ulteriore filtro può essere quello di ricercare le parole chiave unicamente nel titolo dell'articolo:

A questo punto ci si trova di fronte un'enorme mole di materiale da poter consultare e, soprattutto per chi è alle prime armi, la domanda successiva risulta essere "e adesso?".

Un buon modo per iniziare una ricerca a mio avviso è quello di partire della Review.

Una review è una particolare tipologia di pubblicazione scientifica in cui gli autori hanno fatto una parte del lavoro al posto vostro, se così si può dire, raccogliendo e commentando vari articoli scientifici su un determinato argomento e quindi facendo il punto dello stato dell'arte su quella cosa in particolare.

Tornando all'esempio della curcuma e del cancro, potrei cercare "turmeric cancer review":

La maggior parte del materiale si concentra, come vedete, sull'attività della curcumina, il principio attivo più studiato presente nella curcuma. Nell'esempio che stiamo seguendo, però, ci interessa avere delle informazioni sulla curcuma in generale, non sulla singola molecola utilizzata da sola. Come quarto risultato ci compare una review proprio sulle proprietà farmacologiche della curcuma, intesa proprio come la pianta di cui ci interessava. Leggere questa review può dare quindi un'idea generale di quello che si sa e dei dati disponibili in quel momento (in questo caso il 2014) riguardo alle proprietà medicinali e farmacologiche della Curcuma Longa.

Partendo da questa base si può decidere perciò di approfondire singolarmente i vari articoli citati all'interno della review, oppure andare oltre e vedere come questo determinato argomento si è evoluto nel tempo:

Il modo migliore quindi è andare a cercare quegli articoli che citano questa review. Nella stesura di un articolo scientifico, infatti, le fonti sono fondamentali come basi di partenza da cui andare a sviluppare una determinata ricerca e un determinato studio. 

Partendo da queste conoscenze circa le proprietà farmacologiche della curcuma, quindi, altri ricercatori possono aver pubblicato qualcosa che va ad avvalorare o smentire ciò che era riportato nella review, o apportare nuovi dati e nuove conoscenze all'argomento.

In questo modo si può ricostruire, come una specie di gioco delle scatole cinesi, l'avanzamento del sapere, all'interno della comunità scientifica, su un determinato argomento, che non è solo una scala verso l'alto ma che può essere anche fatta di smentite, ripensamenti, dati contraddittori o cose non sempre del tutto chiarite.

E' importante quindi non fermarsi al singolo articolo, ma leggerne diversi e mettere insieme più dati possibili.

Open access sì o no?

Università, enti pubblici, istituti di ricerca vari, nessuno di loro ha alcun problema nell'accedere agli articoli scientifici pubblicati (o quantomeno alla maggior parte di essi) perché in genere queste istituzioni hanno sottoscritto gli abbonamenti necessari. Molte università mettono a disposizione degli studenti anche apposite applicazioni che permettono di accedere ai contenuti anche da una rete diversa da quella di ateneo.

Per chi non dispone di queste agevolazioni, invece, poter leggere interamente un articolo scientifico è spesso impossibile.

Non c'è bisogno di disperare però: innanzitutto bisogna premettere che l'Abstract è sempre disponibile per tutti e per l'utente medio (cioè chi non è strettamente del settore e non sta facendo questa ricerca per lavoro ma per semplice curiosità o per capire di più circa un argomento di cui si è letto o sentito) l'Abstract è sufficiente a rispondere a molte delle domande, in quanto contiene sia le premesse che le conclusioni dell'articolo.

Per chi invece ha bisogno o vuole leggere l'articolo per intero si possono utilizzare vari metodi, fra cui ovviamente abbonarsi alle riviste scientifiche (metodo però non proprio fattibile da un privato cittadino).

Un modo alternativo consiste nel cercare gli articoli open access, ovvero articoli scientifici che possono essere letti anche da chi non ha sottoscritto l'abbonamento; questi articoli fono in genere segnalati su google scholar.

Infine c'è Sci-hub, un portale la cui legalità è ancora un po' controversa ma che rende possibile consultare un grandissimo numero di articoli scientifici che non sarebbero consultabili altrimenti.

Aperto nel 2011 da Alexandra Elbakyan è al centro di molte dispute e controversie fra riviste scientifiche, piattaforme come Elsevier e ricercatori che vorrebbero un accesso libero al sapere.

Al di là di tutto, comunque estremamente utile.

Per approfondire:

• https://scholar.google.it/
• https://thenexttech.startupitalia.eu/62574-20171113-copyright-sci-hub-elbakyan