0:00 Benvenuti la puntata che vedrete tra poco entrerà in uno dei campi meno divulgati della Scienza quello del magnetismo sia nei programmi scolastici che Nei testi divulgativi non si parla molto del magnetismo perché è un fenomeno non visibile occhio nudo nascosto all'interno della materia e non sempre facile da spiegare questa puntata cercherà di spiegarlo nei suoi vari aspetti e anche dimostrare le tantissime connessioni che il magnetismo e l'elettromagnetismo hanno nella nostra vita quotidiana dalla bussola alle analisi mediche ottenute con la risonanza magnetica nucleare dal motore elettrico alla possibilità di creare dei
0:47 reattori nucleari a fusione per produrre energia quasi limitata dall'acqua di mare noi stessi siamo immersi in campi magnetici perché anche la terra è un immenso campo magnetico il filmato spiegherà quanto è importante il magnetismo per tanti aspetti della nostra vita e della nostra tecnologia perché se non esistesse Come dice il fisico Richard franken tutto sarebbe diverso vediamo
1:37 [Musica] se le leggi della fisica venissero sconvolte e il magnetismo non esistesse più ogni scenario sarebbe possibile impossibile immaginare come sarebbe il mondo in tutta sincerità sarebbe profondamente diverso non avremmo le automobili e altre simili comodità ma soprattutto non avremmo la luce la luce la prima invenzione della Bibbia in principio Dio separò la luce dalle [Musica]
2:23 tenebre da sempre il magnetismo Ha rappresentato una forza talmente importante talmente essenziale l'universo che nulla al mondo esisterebbe senza questa forza neanche l'uomo all'inizio gli esseri umani scoprirono il magnetismo considerandolo un piccolo miracolo una pietra scura dotata di una forza invisibile che attraeva i metalli all'epoca in cui il fuoco cominciò ad essere domato per modellare gli oggetti e le stelle ricevevano un nome Ecco qualcosa di veramente magico una roccia con una volontà propria si
3:08 trattava di un effetto senza la causa la magnetite è un minerale ferroso un magnete naturale i greci ne scoprirono una miniera nella provincia di magnesia ed ecco Da dove deriva il suo nome Ippocrate mentre era impegnato a gettare le basi della medicina pensò che una cosa curiosa come la magnetite dovesse servire a qualcosa così dichiarò che era dotata di poteri [Musica] terapeutici nel Medioevo si pensava che la magnetite accrescesse il fascino e l'eleganza e ristabil l'armonia [Musica] coniugale la gente credeva che curasse
3:54 qualsiasi cosa Dai disturbi cardiaci alla gotta [Musica] i marinai raccontavano storie di navi affondate perché montagne di magnetite avevano fatto saltare tutti i chiodi dello [Musica] scafo nel 1269 Pietro peregrino iniziò a spiegarne il [Musica] funzionamento affermò che permettendo ai magneti di muoversi liberamente indicavano tutti la stessa direzione questa pietra ha delle proprietà molto molto speciali gira da sola peregrino inoltre dimostrò che la Roccia era in grado di trasferire il suo
4:40 potere magnetico ad un comunissimo ago di metallo la appendevano sul ponte della nave ciurma facciamo rotta verso nord gli esploratori non dovevano più affidarsi al sole e alle stelle per trovare la giusta direzione bastò magnetizzare un pezzo di ferro farlo oscillare o montarlo su un perno ed ecco inventata la bussola pronta a guidare un marinaio della domenica in giro per la Baia o Cristoforo Colombo verso il nuovo [Musica] mondo nel 1626 Il rivoluzionario trattato di William Gilbert sul magnetismo svelò che martellando un
5:27 semplice pezzo di ferro rovente si rendeva [Musica] magnetico affermava anche che un ago magnetizzato messo a galleggiare sull'acqua non solo indicava il Nord ma si inclinava anche verso il basso verso la terra l'o Sembrava attendesse verso qualcosa secondo Gilbert questa era la dimostrazione che la terra aveva un'anima magnetica Gilbert aveva ragione la terra stessa è un magnete gigante I ricercatori moderni sono convinti che il magnetismo derivi dalle correnti di metalli Fusi presenti nel nucleo della Terra Ma gli interrogativi Sono più numerosi delle
6:13 risposte sappiamo che i magneti possono essere di dimensioni diverse grandi quanto il mondo o piccoli come un atomo oggi sappiamo che il magnetismo ha origine nell'atomo il nucleo dell'atomo è costituito da microscopiche particelle intorno alle quali ronzano degli elettroni muovendosi queste cariche elettriche creano un campo magnetico Ma questo non basta per conferire a una sostanza del magnetismo occorre che questi piccoli magneti siano allineati orientando nello stesso senso i loro Poli positivi e negativi altrimenti non funziona ed è per questo che molte
6:58 sostanze e in cui questo alienamento non c'è non sono dotate di magnetismo ma in alcuni metalli tra cui il ferro i gruppi di atomi sono allineati e i loro Poli indicano la stessa direzione ogni gruppo di atomi è chiamato dominio e all'improvviso si ha un accumulo di Poli positivi su un lato e di Poli negativi sull'altro è il principio della barra magnetica o calamita un altro po' ancora un altro po' ora guarda Ecco continua così spargete della limatura di ferro su una barretta magnetica e vedrete il magnetismo in azione Cosa succede quando la sparge il campo magnetico non è uniforme presenta delle linee magnetiche invisibili che creano un anello Dalla punta alla base del magnete Guardate
7:44 queste splendide linee magnetiche La terra è un po' più grande ma se potessimo cospargerla a dilim matura di ferro noteremmo gli stessi anelli di forza magnetica come in tutti i magneti anche le linee di campo magnetico della terra con convergono ai suoi Poli magnetici Ed è proprio questo campo magnetico a proteggerci dalle radiazioni cosmiche poiché il sole è una stella grande e potente rilascia continuamente un potente fascio di particelle cariche che si disperdono nello spazio se raggiungessero la terra le radiazioni che ne deriverebbero potrebbero danneggiarci provocare tumori alla pelle cataratte il campo magnetico terrestre incanala le particelle cariche e funge da barriera impedendo loro di penetrare nell'atmosfera
8:30 Tuttavia il campo magnetico terrestre precipita nell'atmosfera in corrispondenza del Polo Nord e del polo sud quando quelle particelle penetrano nell'atmosfera la ionizzano creando un debole plasma come quello racchiuso in questo tubo di vetro il plasma un gas incandescente in cui gli elettroni sono stati strappati dalle loro orbite intorno ai nuclei gli strati di plasma producono dei meravigliosi fasci luminosi che noi chiamiamo aurore boreali queste Cortine luminose popolano da sempre le leggende dei popoli del Nord gli inuit dell'Alaska credevano che l'aurora boreale fosse una manifestazione di battaglie celesti i tedeschi nel 16 secolo
9:17 pensavano che il cielo fosse in fiamme per i cocci siberiani le anime dei defunti continuavano a vivere nella luce [Musica] più a sud in California nella torrida Valle della Morte la storia del campo magnetico terrestre è conservata Negli strati di [Musica] roccia all'epoca della formazione di queste rocce alcune delle loro particelle magnetiche si allinearono con il campo magnetico del pianeta prelevando dei campioni da stratti di Roc I ricercatori sono in grado di dimostrare che la Terra ha mantenuto lo
10:02 stesso allineamento magnetico da 700.000 anni ma scavando più in profondità le rocce rivelano che in un'epoca remota Lago della bussola non avrebbe indicato il nord uno dei fenomeni più strani del magnetismo è l'inversione magnetica è bizzarra l'idea che l'intero campo magnetico planetario possa separarsi dall'asse di rotazione e invece di indicare il nord punti per un po' di tempo verso est e che poi si [Musica]
10:53 ristabilizzato i movimenti geologici che hanno rimodellato il fondo della Valle della Morte hanno esposto gli stti dove è possibile osservare questo fenomeno Ecco uno degli strati dove il campo magnetico era in condizioni normali puntava Cioè verso nord e invece qui 3 o 4 Met più in là c'è una discreta inversione magnetica Qui è stata registrata la storia del campo magnetico terrestre ogni singolo strato quando si forma conserva le caratteristiche del campo magnetico [Applauso] dell'epoca i campioni prelevati Dai carotaggi vengono analizzati con un magnetometro che misura la forza e la direzione del campo
11:40 magnetico gli studiosi possono usare questi dati per tracciare una mappa geomagnetica che racconta la storia dell'inversione magnetica terrestre lontano dalla Valle della Morte esistono altri luoghi che si prestano allo studio del geomagnetismo i vulcani il magma fuso che fuoriesce dalle cosiddette camere magmatiche È infatti ricco di ferro una volta raffreddato si in blocchi di pietra lavica il ferro fornisce indizi Preziosi non solo sul magnetismo terrestre ma anche sul processo di formazione dei continenti il magma fuoriesce allo stato liquido e una volta che la colata si ferma inizia a raffreddarsi e solidificarsi al suo interno si formano dei granuli che si
12:26 magnetizzante è che si orientano parallelamente al campo magnetico terrestre di quell'epoca sotto la superficie degli oceani la lava si raffredda e Crea nuovi strati di fondale e qui vengono registrate le variazioni del campo magnetico nel corso di milioni di anni si crea un archivio fatto di strati geologici una mappa cronologica delle inversioni del campo magnetico terrestre da questo archivio naturale i Geologi desumono che ad ogni nuovo strato che si forma i continenti si allontanano queste osservazioni hanno portato alla scoperta dei meccanismi che regolano la geologia della terra la teoria della tettonica delle placche o deriva dei continenti è interessante osservare che nella storia della scienza ci sono pochi esempi di singole ricerche
13:12 come questa che abbiano poi avuto una tale ripercussione da introdurre grandi sviluppi e cambiamenti in un intero campo forse un caso analogo è quello della teoria dell'evoluzione di Darwin con le sue ramificazioni che con Continuano ancora oggi la tettonica placche ha introdotto una simile evoluzione nello studio della Geologia e tutto è partito proprio dal magnetismo sul fondo degli oceani o nella Valle della Morte gli strati magnetici contengono indizi sulle possibili future inversioni del campo magnetico terrestre gli studi indicano che ci troviamo in un periodo di rapido declino
13:57 del campo magnetico un declino del 15% dal 1670 se le tendenze attuali continuassero la terra potrebbe perdere l'intero campo magnetico nel giro di 2000 anni le bussole non servirebbero più a nulla le aurore boreali svanirebbe e il nostro pianeta sarebbe esposto alle radiazioni cosmiche Ma nessun può averne la certezza assoluta potrebbe esserci un'inversione di tendenza e il campo magnetico Potrebbe rafforzarsi sempre di più mantenendo intatto il flusso magnetico dal quale dipende la nostra
14:46 sopravvivenza molto spesso ci sia chiesti come fanno certi animali a orientarsi nelle loro lunghe migrazioni e si è ritenuto che il campo magnetico terrestre possa effettivamente formire gli animali un punto di riferimento Noi abbiamo la bussola per navigare quindi in un certo senso anche noi utilizziamo un campo magnetico per orientarci gli animali posseggono anch'essi una particolare bussola che permette loro di orientarsi nei loro lunghi [Musica] viaggi [Musica]
15:43 come gli animali riescono ad orientarsi è un grosso interrogativo per la biologia Come fanno varie equipe di Biologi hanno studiato il fenomeno e hanno scoperto che gli animali sono estremamente abili II per esempio sono in grado di sentire frequenze più alte e più basse rispetto all'uomo riescono ad avvertire le vibrazioni di un ponte a New York e ritrovare la strada di casa riescono a vedere la polarizzazione della luce in cielo e sono dotati di una bussola solare quando erano impiegati come Messaggeri i piccioni sapevano ritrovare la strada di casa senza farsi guidare dalla luce solare o da un ponte allora
16:28 un altro modo per ritrovare la strada la risposta arrivò in una nuvolosa giornata del 1974 quando i ricercatori della cornel University applicarono dei piccoli magneti alla testa di alcuni piccioni gli uccelli che di solito trovavano subito la strada di casa Erano assolutamente disorientati la scoperta che i piccioni sfruttano il magnetismo per orientarsi incoraggiò nuovi studi sulla migrazione animale uno degli aspetti più affascinanti di questo fenomeno è che un gran numero di organismi semplicissimi ha sviluppato la capacità di percepire qualcosa che noi
17:14 non percepiamo Siamo sul finire dell'autunno e al largo delle coste della Florida le aragoste si mettono in marcia la loro unica speranza di sopravvivenza è quella di raggiungere i fondali più caldi e tranquilli prima dell'arrivo dell'inverno sono in grado di mantenere la rotta Anche se spesso migrano di notte anche quando grosse quantità di sedimento rimangono sospese nell'acqua rendendo scarsa la visibilità e sono in grado di migrare anche quando le onde e le correnti le sballottare per scoprire se le aragoste siano sensibili al magnetismo Ken lan ha
18:00 realizzato una vasca nella quale può controllare il campo magnetico una volta immersa all'interno L'Aragosta si è orientata sul campo magnetico presente nell'acquario Ora dobbiamo solo aspettare L'Aragosta questa aragosta Cerca il nord Va bene ora invero il campo fra 5 secondi la creatura non devia la sua Rotta fino a quando non viene invertito il campo magnetico I risultati degli esperimenti dimostrano che le aragoste Hanno sviluppato il senso dell'orientamento usando il campo magnetico terrestre e migrano seguendo il magnetismo della
18:48 [Musica] terra Una volta libere dai vincoli imposti da Ken loman le aragoste tornano a fare ciò che è nella loro natura ovvero una danza migratoria che segue le linee di forza del campo [Musica] magnetico la capacità di seguire i campi magnetici non è limitata ai piccioni e alle [Musica] aragoste sonoo numerose le creature che si dimostrano sensibili al magnetismo questa specie di sesto senso potrebbe dipendere da piccoli granoli di magnetite presenti nel cervello degli animali [Musica]
19:34 la domanda che ci poniamo ora è anche gli organismi più piccoli sono dotati di biomagnetismo Richard frankel preleva i batteri presenti nelle paludi salmastre lungo le coste californiane per studiarne le proprietà magnetiche questi batteri hanno un piccolo problema cercano cibo e sicurezza nella melma presente sul fondo delle pozze d'acqua ma non hanno occhi e sono talmente piccoli che la gravità non li sfiora nemmeno i batteri saranno anche semplici creature unicellulari ma navigano alla stessa maniera di Cristoforo Colombo osservando questo monitor
20:19 noterete che i batteri nuotano fuori dai sedimenti e si accumulano sul margine della goccia che parte più vicina all'estremità gialla della barra magnetica ora vi mostrerò che invertendo il campo magnetico i batteri si dirigeranno verso l'altra estremità della barra magnetica a differenza dei piccioni e delle aragoste nel caso dei batteri possiamo osservare il loro navigatore interno Questa è l'immagine al microscopio elettronico con un ingrandimento di volte il batterio è una calamita vivente ma c'è un altro immenso campo
21:07 che è strettamente legato al magnetismo ed è quello della tecnologia moderna perché viene da ricordare quella famosa frase del fisico inglese Farad la regina d'Inghilterra aveva assistito a una dimostrazione dei suoi esperimenti sull'elettricità e gli aveva chiesto Ma a cosa può servire Quest elettricità e non lo so rispose Farad ma so che un suo successore ci metterà una tassa sopra il magnetismo e l'elettromagnetismo sono entrati Ormai in talmente tante applicazioni tecnologiche che rimarrebbero di stuco coloro che per primi cominciarono a studiare le caratteristiche di questo strano fenomeno ed Ecco alcune delle
21:54 straordinarie applicazioni di oggi Una delle applicazioni più straordinarie inventate grazie al magnetismo È questa la risonanza magnetica ha rivoluzionato la sanità e la sigla RM è entrata nel nostro lessico quotidiano Il paziente viene immerso in un campo magnetico 5000 volte più forte di quello [Musica] terrestre Ciò fa in modo che alcuni nuclei dell'organismo portino come gli aghi di una bussola allineandosi poi i nuclei vengono eccitati da onde Radi pulsanti e una volta terminate le pulsazioni i nuclei tornano al loro stato originario indotto
22:39 dal magnete l'energia prodotta funziona come i minuscoli segnali di una stazione radio i segnali vengono trasmessi ad un computer che li trasforma in immagini i referti della risonanza magnetica hanno salvato migliaia di vite diagnosticando i tumori con largo anticipo e in modo più sicuro rispetto ad altre tecniche tra cui i rag X il magnetismo ci ha dotati di un settimo senso In aggiunta al sesto derivato dall'uso di questi grandi magneti e dalla tecnologia che li impiega credo che ci Abbia fornito un nuovo strumento per lo studio dell'organismo Noi stiamo solo scavando sotto la superficie grazie alle informazioni sul
23:25 funzionamento dell'organismo e della forniteci da questo Settimo Senso questo apparecchio magnetico ci permette di vedere ben oltre le strutture statiche dell'organismo mettendo più immagini in fila scienziati come Robert balaman sono riusciti a ricostruire le reazioni del cervello umano tieni il pollice all'in giù dopo aver posizionato il pollice del paziente su una piastra calda balaman utilizza la risonanza magnetica per individuare le zone del cervello reagis al dolore I ricercatori stanno usando la tecnica dell RM rapido per studiare malattie mentali come l'epilessia o la
24:10 schizofrenia si tratti di diagnosticare tumori o analizzare le reazioni cerebrali la risonanza magnetica apre una finestra sugli angoli più misteriosi del corpo [Musica] umano [Musica] il magnetismo è molto più di una forza invisibile che protegge la terra e guida i suoi abitanti insieme all'elettricità il magnetismo ha messo in moto l'età delle macchine e ha creato il mondo che conosciamo l'elettricità e il magnetismo vengono usati per avviare i motori per vedere videocassette e DVD sono indispensabili alle nostre auto e ai
24:57 nostri ster fan parte integrante del nostro mondo la comprensione di quello che un tempo appariva Il magico legame tra l'elettricità e il magnetismo ebbe inizio con una semplice osservazione quando le navi venivano colpite dai fulmini le bussole a bordo oscillavano [Musica] impazzite Nel 1820 uno scienziato danese di nome Hans christiansted ricre questo fenomeno naturale nel suo laboratorio vicino ad un cavo Collegato ad una batteria quando la corrente elettrica passava attraverso il cavo l'ago della bussola scattava horsted aveva dimostrato che un flusso di corrente elettrica crea un campo
25:44 magnetico in Inghilterra Michael Faraday sviluppò ulteriormente Le Scoperte di hed in 40 anni di studi sull'elettromagnetismo avrebbero portato ad una vera rivoluzione tecnologica inizialmente Farad dimostrò che un cavo posto vicino ad un magnete comincia a ruotare se attraversato da un flusso elettrico era il principio del motore elettrico ci siamo Ce l'avete fatta Questo è un motore alcuni anni dopo Farad fece una seconda scoperta capì che muovendo un magnete dentro una
26:30 bobina Metallica si generava una carica elettrica nel filo aveva inventato la [Musica] Dinamo ora l'energia meccanica poteva essere trasformata in energia elettrica e l'energia elettrica in energia meccanica era l'alba di un nuovo mondo la parata era cominciata [Musica]
27:16 visitando un set cinematografico ci accorgiamo di come il magnetismo sia onnipresente Ok Che ne dici delle auto vanno bene Sei seduto nella scena vero Mat No sono in piedi ah Veramente sono in piedi Ora siamo passati dall'era delle macchine all'era informatica un'altra rivoluzione tecnologica introdotta dal magnetismo un'altra forza magnetica in azione pronti Grazie si gira motore azione i magneti dei motori di una cene presa fanno girare la pellicola le cuffie contengono dei magneti che muovono dei piccoli diaframmi di metallo per riprodurre il
28:02 suono l'immagine sul monitor è ricreata da un fascio di elettroni controllati da un magnete il computer immagazzina bit e byte su un disco magnetico il magnete sulla testina di registrazione Archivia le informazioni [Musica] audio è interessante pensare che un cucchiaino di ossido di ferro cioè di ruggine che registra suoni e immagini possa immagazzinare più informazioni di tutte le tavolette d'argilla dell'Antico Egitto nastri dischi memorie solide per il pc e le videocassette tutte hanno immagazzinato e immagazzinano le
28:48 informazioni magneticamente ma l'archiviazione dei dati non è l'unico contributo dato dal magnetismo all'era informatica le onde elettromagnetiche ci permettono di trasmettere i dati da una parte all'altra del [Musica] mondo la funzione più importante del magnetismo è quella di trasferire l'energia nell'universo non avvertiremo le radiazioni solari se queste non fossero veicolate dalle onde elettromagnetiche i campi elettrici e i campi magnetici vibrando alla giusta angolazione creano quelle onde che trasmettono I segnali radiofonici e televisivi nello spazio anche la luce viaggia sotto forma
29:36 di onda elettromagnetica la luce È una vibrazione in cui la parte elettrica stimola la parte magnetica che a sua volta stimola quella elettrica che stimola quella magnetica e così via all'infinito Questa è la luce del sole è elettromagnetismo che arriva fino a noi la forza elettromagnetica è in grado di avviare un motore ma anche di trasportare la luce e l'energia indispensabili alla vita sulla [Musica] [Applauso] terra il magnetismo ha reso possibile il
30:22 mondo come noi lo conosciamo ma il viaggio non è ancora silenzio ora la gara Sta per cominciare Aspetta aspetta ai vostri posti pronti partenza via pronti uno i nostri viaggi in un futuro più o meno lontano potrebbero avvenire su un magnete questo non è un treno comune è un veicolo a levitazione magnetica conosciuto come maglev un dispositivo che sfrutta Mag [Musica] avvicinate due poli positivi di un magnete E vedrete che si respingeranno la forza che spinge un automobilina è in grado di far levitare un maglev di 50
31:08 tonnellate sulla sua rotaia i potenti magneti del veicolo inducono una forte repulsione nei binari di alluminio una specie di riflesso speculare dei campi creati dai magneti del treno non c'è alcuna interazione tra il magnete e l'alluminio perché quest'ultimo non è un metallo magnetico Ma se facciamo rotare la piastra di alluminio si produce Allora una notevole forza di repulsione perché il magnete Proietta sull'alluminio la propria polarità magnetica un polo nord ad esempio e l'alluminio lo riflette il polo nord del magnete e quello riflesso dall'alluminio si respingono la repulsione tra i magneti solleva il maglev di 15 cm dai binari Ma
31:55 cosa spinge il veicolo in avanti attrazione e repulsione i campi magnetici alternati dei Binari interagiscono con il veicolo in questo modo il maglev è in grado di levitare a velocità che raggiungono i 500 [Musica] km/h tutto questo vi sembra vagamente familiare forse perché i veicoli a levitazione magnetica sono da decenni molto popolari nella fantascienza e qualcosa del genere esiste da molto prima di quanto crediamo nel a New York Emil bachel brevettò il primo dispositivo a levitazione magnetica funzionava così bene che sfondò la parete del suo laboratorio Henry colm e altri hanno lavorato per perfezionare L'invenzione di Bachelet progettando un
32:41 proprio veicolo a levitazione magnetica oggi I treni maglev sono in funzione in Germania Giappone e Cina e scienziati come colm aspettano di capire se questi dispositivi siano in grado di volare il magnetismo ha rivoluzionato la nostra società in molti modi e ha in serbo molte altre novità alcune di grandissima importanza per l'umanità per esempio sappiamo bene quante preoccupazioni vi siano oggi per l'esaurimento delle tradizionali fonti energetiche petrolio gas Carbone anche a più o meno lunga scadenza e anche la difficoltà di rimpiazzarli con le fonti rinnovabili in particolare energie eoliche e f fotovoltaiche naturalmente
33:28 bisogna spingere al massimo su queste nuove fonti pulite ma per ora Esse rappresentano A livello mondiale poco più dell' 1% dell'energia prodotta mentre in tutto il mondo aumentano i consumi e i consumatori l'energia nucleare tradizionale è probabile che in futuro ritorni a svilupparsi ma c'è un problema quello delle opposizioni delle popolazioni locali lo sappiamo bene per il timore di perdite radioattive all'orizzonte si profila ora un nuovo tipo di energia quella di fusione nucleare che si basa sul principio inverso della fissione nucleare che è
34:15 quella degli attuali reattori Cioè non più spaccare l'atomo di Uranio molto pesante generando particelle radioattive ma fondendo a atomi piccoli e leggeri gli isotip dell'idrogeno con poca radioattività e soprattutto con una scorta di carburante quasi inesauribile perché è il mare il magnetismo giocherà quindi un grande ruolo nella ricerca di una nuova soluzione tecnica vediamo perché è stato definito il fuoco degli Dei il processo che tiene acceso il sole e le stelle fusione termonucleare e da almeno 40 anni
35:00 numerosi esperimenti hanno tentato di replicare questa reazione anche sulla terra per ricavarne energia sarebbe una fonte quasi inesauribile poiché i vari atomi di idrogeno necessari alla fusione si possono estrarre o dall'acqua o dal litio un metallo molto comune nella crosta terrestre le cose si sono rivelate più complicate del previsto un esempio quasi 25 anni fa girammo questo servizio Secondo le previsioni di Allora prima del 2000 sarebbe stata dimostrata la fattibilità scientifica di una centrale a fusione il professor romano toski era all'epoca direttore del progetto italiano di fusione nucleare E pertanto questo raggiungimento dimostrato sperimentalmente del funzionamento in
35:45 questa zona dovrebbe essere un obiettivo degli anni 90-95 era nel 1982 una previsione ragionevole ma oggi È chiaro che il traguardo è ancora remoto si parla del 2030 per il primo reattore dimostrativo perché si è rivelato così difficile riprodurre una delle reazioni più comuni nell'universo la fusione dell'idrogeno in Elio e liberare così energia Molte le ragioni di questo ritardo politiche economiche ma anche scientifiche le macchine dove si studia la fusione assomigliano a ciambelle Cave qui vediamo la più grande Fino ad oggi costruita la ciambella del jet il tokamak così si chiamano queste macchine
36:31 europeo intorno alla ciambella potentissimi magneti superconduttori creano dei campi centinaia di migliaia di volte più potenti di quello terrestre l'idrogeno o meglio i suoi parenti stretti deuterio e Trizio una volta iniettati rimangono sospesi a mezz'aria senza toccare le pareti con varie tecniche il gas viene riscaldato e verso i 100 milioni di gradi cominciano le reazioni ed anche i problemi spesso il plasma non vuole saperne di rimanere confinato nella zona prevista e fugge raffreddandosi qui vediamo il jet il tokamak europeo mentre raggiunge una delle sue più alte prestazioni il tenue velo luminescente all'interno della ciambella è proprio il gas a 100 milioni di gradi nel corso della fusione il
37:17 deuterio e il Trizio si fondono formando un atomo di Elio e liberando un neutrone insieme a una grande energia è questa l'energia che in futuro verrà Catturata per produrre elettricità il plasma del jet è rimasto acceso al massimo per pochi secondi e ha prodotto un bel po' di Potenza 16 MW Tuttavia la potenza prodotta era solo poco più della metà di quella consumata per innescare la reazione per capire se veramente è possibile produrre più energia di quella consumata per far partire le reazioni è necessario costruire una macchina ancora più grande del jet infatti una nuvola di plasma più voluminosa secondo le teorie Sarà meglio isolata termicamente e dunque raggiungerà più facilmente le temperature necessarie la nuova macchina chiamata
38:03 iter sarà grande il doppio del vecchio Jet verrà finanziata da un consorzio internazionale cui partecipano oltre ad Europa e Stati Uniti anche il Giappone la Russia la Cina la Corea del Sud l'India L'unica cosa che possiamo mostrarvi di iter sono queste animazioni in 3D stiamo entrando all'interno della ciambella cava e osservando le dimensioni di quella sagoma umana che si muove sul fondo possiamo renderci conto di quanto sia enorme qui dentro verrà fatto un vuoto quasi perfetto e poi inserito il gas incandescente il plasma che verrà riscaldato fino a toccare i 100 milioni di gradi la radioattività sviluppata in queste reazioni è molto più bassa che nel caso della fissione nucleare cioè
38:49 dei reattori ad uranio E soprattutto non dura per migliaia di anni ma decade in pochi decenni le sc saranno molto ridotte e molto meno pericolose eer entrerà in funzione fra 8-10 anni e nei piani dei progettisti dovrebbe produrre 10 volte l'energia consumata per accendere la reazione mentre il plasma dovrebbe restare acceso Per oltre un quarto d'ora e forse unora Insomma un grande passo avanti Se tutto andrà bene dopo iter e saremo già verso il 2030 un nuovo reattore demo dovrà appunto dimostrare che è possibile costruire ed operare in modo una centrale elettrica a fusione e probabilmente saremo già nel 2040 o 2050 Speriamo che la fusione funzioni
39:35 veramente perché ne avremo bisogno In quell'epoca petrolio e gas naturale non saranno Infatti più così abbondanti e a buon mercato come oggi comprendere l'origine del Creato rimane uno dei nostri più grandi quesiti Come è nato questo elegante e complesso Universo al alle porte di Ginevra usano i magneti per simulare le prime fasi della creazione Qui hanno scoperto che il magnetismo non è uno strumento ad esclusivo appannaggio dell'uomo la forza elettromagnetica è la chiave per svelare i misteri dell'universo un'opera gigantesca il più grande acceleratore di particelle del mondo l'lhc al CERN di Ginevra si trova
40:22 sotto questi campi Verdi dove pascolano le mucche a 80 m di profondità nella grande galleria lunga 27 km è stato installato il nuovo acceleratore quelli che vediamo sono i magneti che guideranno i fasci di protoni costringendoli in una traiettoria curva sono magneti raffreddati dall' Elio liquido ad una temperatura di Men 271 gr C solo così si possono ottenere i fortissimi campi magnetici necessari ne sono stati messi in fila uno dietro all'altro nei 27 km della galleria oltre 1000 e al loro interno vengono spinti quasi alla velocità della luce due fasci di protoni che gireranno in direzioni contrarie nei quattro siti dove si trovano i quattro rivelatori i due fasci verranno fatti incrociare per
41:08 uno scontro frontale a gigantesche velocità ogni secondo si verificheranno 800 milioni di collisioni generando una mole incalcolabile di informazioni che sarà impossibile analizzare una per una Infatti i quattro rivelatori per gli esperimenti sono dotati di una certa intelligenza saranno cioè capaci di selezionare solo gli eventi più significativi In pratica ogni secondo verranno registrati solo i 100 scontri più importanti Ma cosa cercheranno i fisici con queste macchine [Musica] colossali il rivelatore Atlas Esplora Gli enigmi ancora insoluti del nostro universo gli astronomi scrutando con i telescopi nelle profondità del Cosmo si sono accorti che la materia ordinaria come quella che abbiamo intorno tutti i
41:54 giorni costituisce soltanto il 4% dell'universo un altro 25% è fatto di materia oscura cioè di qualcosa di molto enigmatico e che non conosciamo mentre il resto sarebbe energia oscura e qui il mistero diventa impenetrabile Atlas cerca di scoprire se alle altissime energie esistite soltanto nei primi istanti dell'universo nel big bang siano stati creati anche altri tipi di materia che non abbiamo mai incontrato con questo smisurato rivelatore si riuscirà così a svelare Almeno si spera Il mistero della materia oscura per l'energia oscura dovremo invece attendere ancora anche Alice un altro esperimento getterà uno sguardo sui primissimi momenti di vita
42:40 dell'universo esattamente un millesimo di secondo dopo l'istante zero quando la materia che conosciamo non esisteva e al suo posto avremmo trovato un plasma cioè un gas incandescente di particelle esotiche come Quark e gluoni come si è passati da questo asma alla comune materia ci sono molte altre domande senza risposta che riguardano il big bang sappiamo ad esempio che dall'energia pura la materia si forma sempre insieme ad una compagna simmetrica l'antimateria Quindi anche nel big bang si deve essere formata dell'antimateria Ma dov'è finita se oggi non ne vediamo più traccia un esperimento noto con la sigla lhcb ha il compito di chiarire il mistero dell'antimateria l'analisi di milioni di scontri fra i e
43:26 delle tracce lasciate nei rivelatori richiederà una capacità di calcolo gigantesca sarà una griglia cioè una rete che collega i supercomputer di più di un centinaio di istituti universitari in tutto il mondo A macinare i miliardi di operazioni necessari ad estrarre le risposte per risolvere tutti questi enigmi queste ricerche al confine della conoscenza sono ovviamente molto lontane dai piccoli problemi della vita quotidiana Eppure sforzi scientifici e tecnologici di tale portata hanno spesso delle ricadute che si rivelano molto utili per tutti ogni [Musica] giorno vi dice qualcosa la sigla www World Wide Web la vediamo tutte le volte che andiamo su internet Anzi è il protocollo che ha reso possibile la
44:13 navigazione sulla rete per centinaia di milioni di persone è un sistema messo a punto dai fisici Del CERN Alla fine degli anni 80 e ha creato internet come oggi noi lo conosciamo [Musica] ma torniamo ai Misteri del Cosmo oggi nell'universo ci sono quattro forze fondamentali la gravità che è quella che mantiene le galassie e i pianeti nella stessa posizione la cosiddetta forza forte che tiene insieme i nuclei degli atomi la forza debole che causa il lento decadimento dei nuclei atomici
44:58 la forza elettromagnetica Che lega gli elettroni ai nuclei e tiene insieme gli atomi che costituiscono le molecole Il grande sogno della fisica è una teoria che riesca a collegare tutte e quattro le forze per concludere si potrebbe fare un'osservazione importante in passato la scienza poteva studiare soltanto gli oggetti visibili e invece tipico della Scienza moderna studiare fenomeni un tempo invisibili basta citare qualche esempio le cellule i virus i batteri il DNA gli atomi gli elettroni e le forze che ne governano il comportamento come appunto il magnetismo
45:47 Ci vediamo la prossima [Musica] volta [Musica] C
