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"Progetto Cloud" - Il CERN studia gli Aerosol e i Raggi Cosmici (Verso una Rivoluzione Climatica).
- Dopo aver dimostrato l'esistenza del Bosone di Higgs il CERN si prepara a un nuovo esperimento determinante per lo studio del clima e della Fisica dell'Atmosfera.
- Infatti noi tutti sappiamo come si formano le nuvole: sole, riscaldamento, vapore acqueo...
Ma non tutti sanno che la Fisica dell'Atmosfera non ha ancora scoperto precisamente, come si aggregano le goccioline che poi vanno a formare le nubi.
Per accelerare il processo di condensazione delle goccioline d'acqua, l'atmosfera si serve di un pulviscolo ,presente in grande quantità, chiamato aerosol.
Gli aerosol sono piccole particelle di diversa natura che interagendo con le particelle di vapore acqueo portano alla loro condensazione e quindi alla successiva formazione delle nubi.
Gli aerosol possono essere di origine naturale e di origine antropica, ecco perché è importantissimo il suo studio. Se è vero che l'uomo produce CO2 è anche vero che produce anche particelle di aerosol che vanno a influenzare in modo cospicuo il clima terrestre.
- Oltre allo studio delle particelle di Aerosol il CERN studierà anche come i raggi cosmici (e quindi i cicli solari) possono intervenire nel clima terrestre e sull'aggregazione delle particelle di Aerosol.
Studi che gli scienziati Danesi stanno portano avanti da decine di anni, in silenzio e senza nessuna sovvenzione statale. Negli ultimi anni solo grazie al nostro Fisico Antonino Zichichi, che ha installato in molti licei italiani dei rilevatori di raggi cosmici (Anche il Liceo Classico di Altamura ne ha uno), questi studi stanno ritornando alla ribalta. Ed ora è notizia che finalmente anche un laboratorio come il CERN (il più importante al mondo) ne stia studiando gli effetti.
Siamo solo all'inizio di una ricerca che potrebbe essere tra le più importanti del NUOVO MILLENNIO.
Vi lascio all'articolo di Repubblica: finalmente questo giornale pubblica qualcosa di interessante.
- Infatti noi tutti sappiamo come si formano le nuvole: sole, riscaldamento, vapore acqueo...
Ma non tutti sanno che la Fisica dell'Atmosfera non ha ancora scoperto precisamente, come si aggregano le goccioline che poi vanno a formare le nubi.
Per accelerare il processo di condensazione delle goccioline d'acqua, l'atmosfera si serve di un pulviscolo ,presente in grande quantità, chiamato aerosol.
Gli aerosol sono piccole particelle di diversa natura che interagendo con le particelle di vapore acqueo portano alla loro condensazione e quindi alla successiva formazione delle nubi.
Gli aerosol possono essere di origine naturale e di origine antropica, ecco perché è importantissimo il suo studio. Se è vero che l'uomo produce CO2 è anche vero che produce anche particelle di aerosol che vanno a influenzare in modo cospicuo il clima terrestre.
- Oltre allo studio delle particelle di Aerosol il CERN studierà anche come i raggi cosmici (e quindi i cicli solari) possono intervenire nel clima terrestre e sull'aggregazione delle particelle di Aerosol.
Studi che gli scienziati Danesi stanno portano avanti da decine di anni, in silenzio e senza nessuna sovvenzione statale. Negli ultimi anni solo grazie al nostro Fisico Antonino Zichichi, che ha installato in molti licei italiani dei rilevatori di raggi cosmici (Anche il Liceo Classico di Altamura ne ha uno), questi studi stanno ritornando alla ribalta. Ed ora è notizia che finalmente anche un laboratorio come il CERN (il più importante al mondo) ne stia studiando gli effetti.
Siamo solo all'inizio di una ricerca che potrebbe essere tra le più importanti del NUOVO MILLENNIO.
Vi lascio all'articolo di Repubblica: finalmente questo giornale pubblica qualcosa di interessante.
COS'HANNO in comune il bosone di Higgs e il riscaldamento globale? Entrambi sono temi scientifici di grande attualità, ma c'è di più. Proprio al CERN, la patria del bosone di Higgs, ci sono infatti ricercatori che studiano l'atmosfera e i cambiamenti del clima, e lo fanno con strumenti tipici della fisica delle particelle. E' questa la strategia del
Cosmic Leaving Outdoor Droplets (CLOUD), un esperimento che studia l'aerosol atmosferico. L'aerosol, formato da corpuscoli solidi o liquidi dispersi nell'aria, contribuisce a regolare la temperatura dell'atmosfera terrestre. I nuovi risultati di CLOUD, pubblicati su Nature, sono un importante passo avanti per capire la formazione dell'aerosol atmosferico e il suo impatto sui cambiamenti climatici.
Il CERN studia anche il clima che cambia
I "semi" delle nuvole. L'effetto principale dell'aerosol è di raffreddare l'atmosfera, agendo in direzione opposta al riscaldamento causato dall'effetto serra. Gli scienziati hanno individuato due modi in cui avviene questo raffreddamento. In primo luogo infatti, l'aerosol riflette la luce del Sole verso lo spazio esterno, riducendo così la quantità di luce che arriva al suolo e nella bassa atmosfera. Ma oltre a questo impatto diretto, l'aerosol ha un effetto oscurante di tipo indiretto. Le particelle di aerosol atmosferico, le cui dimensioni vanno dal milionesimo al millesimo di millimetro, si comportano infatti da nuclei di condensazione per il vapor d'acqua. A partire dall'aerosol si formano così delle goccioline che andranno poi a costituire le nubi. L'aerosol contribuisce quindi a creare i "semi" delle nuvole, che sono a loro volta uno schermo efficace per bloccare la luce del Sole. Le nubi hanno inoltre una forte influenza nel bilancio energetico della terra, e bastano piccoli cambiamenti nel numero e nella distribuzione delle nubi per causare forti cambiamenti nel clima.
Si pensa che il contributo indiretto dell'aerosol, ovvero la formazione delle nubi, sia più importante della riflessione diretta dei raggi solari da parte dei singoli corpuscoli. Non è tuttavia facile quantificare questo effetto. Per farlo, bisogna infatti conoscere in dettaglio i processi di formazione dell'aerosol atmosferico, ed è a questo punto che entrano in gioco i ricercatori del CERN.
Perché al CERN? Secondo i modelli attuali, circa la metà delle goccioline d'acqua nelle nubi si sono formate dall'aerosol atmosferico. Ma come hanno origine le microscopiche particelle che si trovano nell'aerosol? I ricercatori pensano che il tutto avvenga grazie a un processo di nucleazione, ovvero la continua aggregazione di varie molecole presenti nell'aria. Ma finora non si conoscevano i dettagli di questo processo, né le molecole realmente coinvolte. Non era nemmeno chiaro se la nucleazione potesse essere accelerata o influenzata in qualche modo dalle attività umane. Ma grazie a CLOUD, ora gli scienziati iniziano ad avere importanti risposte in questa direzione.
CLOUD è il frutto di un team di ricercatori da nove Paesi, che coinvolge non solo fisici dell'atmosfera, ma anche chimici e ovviamente fisici delle particelle. "Grazie all'esperienza del CERN in fatto di materiali, gas e tecnologie di alto vuoto", commenta lo spokesperson di CLOUD Jasper Kirkby, "siamo stati capaci di costruire una camera con un livello di purezza senza precedenti, che ci ha permesso di simulare l'atmosfera e introdurre quantità piccolissime di diversi vapori atmosferici in condizioni controllate"
Il cuore di CLOUD è infatti una camera a nebbia, un tipo di rivelatore che ha fatto la storia della fisica delle particelle. Grazie a questa camera, i ricercatori di CLOUD hanno potuto studiare la crescita degli aggregati molecolari presenti nell'aerosol atmosferico.
Trovarsi al CERN offre però un altro grande vantaggio. La camera di CLOUD è stata infatti irradiata da un fascio di particelle, in particolare pioni. In questo modo è infatti possibile capire se il bombardamento da parte di particelle cariche influisce sulla formazione dell'aerosol. Nelle regioni più alte dell'atmosfera, le molecole sono infatti continuamente colpite dai raggi cosmici, particelle di altissima energia. Per condurre questa parte dell'esperimento è stato utilizzato un fascio di particelle prodotte dal protosincrotrone, uno degli acceleratori "storici" del CERN. Il protosincrotrone ha una circonferenza di circa 600 metri, ben poca cosa rispetto ai 27 chilometri del Large Hadron Collider (LHC), ma è il primo acceleratore di particelle mai usato per studiare la fisica dell'atmosfera.
Un mix di molecole. Nello studio dei processi di nucleazione, i ricercatori di CLOUD si sono concentrati per ora sull'acido solforico e sulle ammine. Il primo è infatti un ottimo "seme", perché grazie alle sue proprietà chimiche condensa molto più facilmente del vapor d'acqua. Le ammine, altro ingrediente di questo mix molecolare sono molecole organiche che possono legarsi in modo efficace all'acido solforico. Molto simili all'ammoniaca, queste molecole sono prodotte da organismi viventi o dalla combustione di biomasse, ma possono anche arrivare dall'oceano, strappate via da forti venti.
Il primo importante risultato di CLOUD è che questo mix fra acido solforico e ammine è molto rilevante. Bastano infatti pochissime molecole di dimetilamina per creare particelle di aerosol con un tasso simile a quello osservato nell'atmosfera. E' la prima volta che in laboratorio si può riprodurre in modo così preciso la formazione di aerosol, identificandone anche le molecole principali. Dalla concentrazione di ammine usate nell'esperimento, i ricercatori suggeriscono che le sorgenti antropogeniche di ammine, ad esempio gli allevamenti di animali, possono contribuire alla formazione di aerosol e alla regolazione della temperatura atmosferica.
Irradiando la camera di CLOUD con il fascio di pioni, i ricercatori non hanno osservato cambiamenti importanti nel tasso di formazione dell'aerosol. Il secondo risultato importante delle ricerche condotte finora è che i raggi cosmici sembrano avere un impatto relativamente minore sulla formazione dell'aerosol. I ricercatori intendono però estendere lo studio includendo molecole diverse, per scoprire altri eventuali agenti coinvolti nella nucleazione. Forse per altre molecole l'impatto dei raggi cosmici è più importante. Per scoprirlo, non resta che chiedere agli acceleratori di particelle.
Il CERN studia anche il clima che cambia
I "semi" delle nuvole. L'effetto principale dell'aerosol è di raffreddare l'atmosfera, agendo in direzione opposta al riscaldamento causato dall'effetto serra. Gli scienziati hanno individuato due modi in cui avviene questo raffreddamento. In primo luogo infatti, l'aerosol riflette la luce del Sole verso lo spazio esterno, riducendo così la quantità di luce che arriva al suolo e nella bassa atmosfera. Ma oltre a questo impatto diretto, l'aerosol ha un effetto oscurante di tipo indiretto. Le particelle di aerosol atmosferico, le cui dimensioni vanno dal milionesimo al millesimo di millimetro, si comportano infatti da nuclei di condensazione per il vapor d'acqua. A partire dall'aerosol si formano così delle goccioline che andranno poi a costituire le nubi. L'aerosol contribuisce quindi a creare i "semi" delle nuvole, che sono a loro volta uno schermo efficace per bloccare la luce del Sole. Le nubi hanno inoltre una forte influenza nel bilancio energetico della terra, e bastano piccoli cambiamenti nel numero e nella distribuzione delle nubi per causare forti cambiamenti nel clima.
Si pensa che il contributo indiretto dell'aerosol, ovvero la formazione delle nubi, sia più importante della riflessione diretta dei raggi solari da parte dei singoli corpuscoli. Non è tuttavia facile quantificare questo effetto. Per farlo, bisogna infatti conoscere in dettaglio i processi di formazione dell'aerosol atmosferico, ed è a questo punto che entrano in gioco i ricercatori del CERN.
Perché al CERN? Secondo i modelli attuali, circa la metà delle goccioline d'acqua nelle nubi si sono formate dall'aerosol atmosferico. Ma come hanno origine le microscopiche particelle che si trovano nell'aerosol? I ricercatori pensano che il tutto avvenga grazie a un processo di nucleazione, ovvero la continua aggregazione di varie molecole presenti nell'aria. Ma finora non si conoscevano i dettagli di questo processo, né le molecole realmente coinvolte. Non era nemmeno chiaro se la nucleazione potesse essere accelerata o influenzata in qualche modo dalle attività umane. Ma grazie a CLOUD, ora gli scienziati iniziano ad avere importanti risposte in questa direzione.
CLOUD è il frutto di un team di ricercatori da nove Paesi, che coinvolge non solo fisici dell'atmosfera, ma anche chimici e ovviamente fisici delle particelle. "Grazie all'esperienza del CERN in fatto di materiali, gas e tecnologie di alto vuoto", commenta lo spokesperson di CLOUD Jasper Kirkby, "siamo stati capaci di costruire una camera con un livello di purezza senza precedenti, che ci ha permesso di simulare l'atmosfera e introdurre quantità piccolissime di diversi vapori atmosferici in condizioni controllate"
Il cuore di CLOUD è infatti una camera a nebbia, un tipo di rivelatore che ha fatto la storia della fisica delle particelle. Grazie a questa camera, i ricercatori di CLOUD hanno potuto studiare la crescita degli aggregati molecolari presenti nell'aerosol atmosferico.
Trovarsi al CERN offre però un altro grande vantaggio. La camera di CLOUD è stata infatti irradiata da un fascio di particelle, in particolare pioni. In questo modo è infatti possibile capire se il bombardamento da parte di particelle cariche influisce sulla formazione dell'aerosol. Nelle regioni più alte dell'atmosfera, le molecole sono infatti continuamente colpite dai raggi cosmici, particelle di altissima energia. Per condurre questa parte dell'esperimento è stato utilizzato un fascio di particelle prodotte dal protosincrotrone, uno degli acceleratori "storici" del CERN. Il protosincrotrone ha una circonferenza di circa 600 metri, ben poca cosa rispetto ai 27 chilometri del Large Hadron Collider (LHC), ma è il primo acceleratore di particelle mai usato per studiare la fisica dell'atmosfera.
Un mix di molecole. Nello studio dei processi di nucleazione, i ricercatori di CLOUD si sono concentrati per ora sull'acido solforico e sulle ammine. Il primo è infatti un ottimo "seme", perché grazie alle sue proprietà chimiche condensa molto più facilmente del vapor d'acqua. Le ammine, altro ingrediente di questo mix molecolare sono molecole organiche che possono legarsi in modo efficace all'acido solforico. Molto simili all'ammoniaca, queste molecole sono prodotte da organismi viventi o dalla combustione di biomasse, ma possono anche arrivare dall'oceano, strappate via da forti venti.
Il primo importante risultato di CLOUD è che questo mix fra acido solforico e ammine è molto rilevante. Bastano infatti pochissime molecole di dimetilamina per creare particelle di aerosol con un tasso simile a quello osservato nell'atmosfera. E' la prima volta che in laboratorio si può riprodurre in modo così preciso la formazione di aerosol, identificandone anche le molecole principali. Dalla concentrazione di ammine usate nell'esperimento, i ricercatori suggeriscono che le sorgenti antropogeniche di ammine, ad esempio gli allevamenti di animali, possono contribuire alla formazione di aerosol e alla regolazione della temperatura atmosferica.
Irradiando la camera di CLOUD con il fascio di pioni, i ricercatori non hanno osservato cambiamenti importanti nel tasso di formazione dell'aerosol. Il secondo risultato importante delle ricerche condotte finora è che i raggi cosmici sembrano avere un impatto relativamente minore sulla formazione dell'aerosol. I ricercatori intendono però estendere lo studio includendo molecole diverse, per scoprire altri eventuali agenti coinvolti nella nucleazione. Forse per altre molecole l'impatto dei raggi cosmici è più importante. Per scoprirlo, non resta che chiedere agli acceleratori di particelle.
