Curiosità

ITASA Science Files – L’effetto Casimir

Con questo articolo inauguro una serie di approfondimenti di carattere divulgativo che riguardano aspetti e fenomeni dal carattere scientifico o parascientifico, in qualche modo correlati ad alcune delle serie tv che Itasa segue.

Anticipo che non sono uno specialista ma solo un appassionato, e le fonti cui attingo sono escusivamente quelle on-line, quindi ogni rettifica è dovuta e ben accetta; se avete richieste per argomenti o temi che vorreste vedere approfondire, postateli qui sotto e cercheremo di accontentare tutti. Lo scopo è quello di rendere più profonda e critica la valutazione  delle serie TV di cui siamo appassionati, e in particolar modo dimostrare che il livello, basso o alto, di molti prodotti culturali è più che altro frutto dell'interpretazione che se ne da', e non un valore di fondo dal significato assoluto. In questo senso anche da ciò che ci diverte e ci rilassa possiamo imparare, e molto (esattamente come possiamo non imparare nulla da ciò che ci irrita e ci innervosisce!).

[size=14pt]Itasa Science Files – L'effetto Casimir[/size]

L'effetto Casimir è un concetto ricorrente in due serie molto amate di Itasa, Lost e Fringe, entrambe prodotte dall'eclettico JJ Abrams e connesse, in entrambi i casi, alla possibilità di "bucare" lo spazio e/o il tempo. Per comprendere l'effetto, occorre "rispolverare" il Principio di Indeterminazione di Heisenberg, formulato all'inizio del XX secolo e che, secondo diversi storici, accanto alla psicanalisi di Freud e alla teoria della relatività di Einstein, è fra gli spunti culturali fondamentali che hanno influenzato il pensiero, e quindi anche la storia del Novecento. Secondo Heisenberg, che fra l'altro è il soprannome di Walter White, personaggio principale del telefilm Breaking Bad, la quiete assoluta, cioè un livello di energia assoluta, non può esistere. Anche se in un certo spazio togliamo ogni possibile molecola o particella, in quello spazio resta comunque una forma di energia, una sorta di "fluttuazione" del vuoto, chiamata ZPE (Zero Point Energy).
Il fisico che per primo teorizzò la possibilità che la ZPE potesse dare vita ad effetti macroscopici, cioè misurabili, fu Hendrik Casimir, nel 1948; tuttavia la dimostrazione empirica di ciò si ebbe solo in epoca recentissima, nel 1997. Questa dimostrazione è complessa e ve la lascio (io di certo non l'ho capita!), ma semplicemente prendendo due lastre di rame e mettendole nel vuoto, è possibile dimostrare che fra le due esiste non solo la forza gravitazionale (se pur blanda) ad attrarle, ma anche un'altro tipo di forza, ancora più blanda: la ZPE, appunto.

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L'universo in un guscio di Lego.

Lo studio della ZPE è uno delle frontiere più suggestive della fisica contemporanea: secondo diversi studiosi essa sarebbe responsabile di un fenomeno finora inspiegato, l'evaporazione dei buchi neri, fenomeno scoperto dalla star di Family Guy Stephen Hawking, tra l'altro piuttosto semplice: la famosa formula di Einstein E = MC2 indica che energia e materia sono intercambiabili, perciò la ZPE, in quanto energia, potrebbe dare origine a due particelle. A questo punto le due o si ricombinano, e tornano energia (sotto forma di fotone) oppure, vicino a un buco nero, è possibile che una delle due venga attratta dallo stesso oltre "l'orizzonte degli eventi" (cioè il confine del buco nero stesso), e l'altra invece no, per cui il buco nero potrebbe emettere particelle, sotto forma di un leggero baluginio (vi dice qualcosa, Fringe Addicted?). E' per questo che i buchi neri non sono proprio "neri", ma piuttosto grigiastri.

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Buchi neri e rivelazioni.

Che applicazioni potrebbe avere tutto cio'? Enormi, a detta di moltissimi scienziati. Michio Kaku, uno dei fisici teoretici più influenti del mondo (la sua consulenza è stata recentemente richiesta per prevedere la direzione della nube di cenere emessa dal vulcano islandese Eyjafjallajokull), ritiene che Effetto Casimir e buchi neri possano lavorare l'uno per l'altro, e l'uno con l'altro. Il buco nero è, in sostanza, un corpo minuscolo collassato, con una forza gravitazionale così forte da attirare tutto ciò che gli capita a tiro, luce compresa; questo fatto comprimerebbe non solo la materia, ma anche lo spazio, e quindi il tempo, curvandoli: si potrebbe così creare un passaggio, secondo Kaku, chiamato wormhole, tra due punti distinti nello spazio e nel tempo.
Il fatto è che per loro stessa natura i buchi neri sono estremamente instabili (e non è ancora stato possibile studiarli a fondo, lo si sta cercando di fare con quello al centro della nostra galassia); un modo per stabilizzarli potrebbe essere quello di sfruttare proprio l'effetto Casimir, generando un'energia che contrasti, e insieme alimenti, il buco nero tenendolo stabile. Certo sarebbe necessaria una quantità di materia ed energia impressionante (un buco nero delle dimensioni di una stella, e materia a sufficienza per costituire un pianeta delle dimensioni di Giove Gi0v3) ma non è da escludersi che un luogo dal forte elettromagnetismo, magari un'isola posizionata sopra una sacca energetica molto potente, potrebbe sfruttarla per spostarsi o, se opportunamente indirizzata, per spostare soggetti nello spazio e nel tempo. Il rischio? Beh, che la Terra venga risucchiata dal wormhole stesso.

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Uno scherzetto da fare a vostro genero.

Kaku dice anche che questo tipo di attività non è fattibile oggi: sarebbe necessaria una tecnologia avanzatissima, nell'ordine addirittura dei milioni di anni. Ciò che è già stato fatto, però, è il teletrasporto quantico, cioè lo spostamento di un fotone e di un atomo di ben 600 metri, da una sponda all'altra del Danubio, sfruttando l'energia quantica (vedo già brillare gli occhi degli aficionados di Star Trek). Secondo Kaku la tecnologia necessaria a spostare un essere umano in questo modo dovrebbe essere pronta "solo" fra qualche centinaio d'anni.

Fonti:

http://lostpedia.wordpress.com/2008/05/14/lost-effetto-casimir-e-viaggi-nel-tempo-parla-lesperto/

http://planetlost.com/archives/298-The-Casimir-Effect.html

http://www.arrigoamadori.com/lezioni/Miscellanea/EffettoCasimir.htm

http://www.carlosantagata.it/ita/casimirita.html

Prossima puntata – Il Gatto di Schroedinger

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