Titolo Macrocosmo e Microcosmo: viaggio dall’infinitamente piccolo all’infinitamente
grande
Istituto
Istituto Tecnico Statale per Attività Sociali “G. Deledda” Lecce
Data
20 aprile 2007
Relatori Sergio Fonti, Marco Anni
Abstract
L’incontro ha avuto l’obiettivo di presentare alcune tematiche di ricerca relative
all’Astrofisica e alla Fisica dei Materiali; una scelta, quella dell’argomento da trattare,
derivata anche dalla volontà di informare sulla vastità e sui risultati delle ricerche conseguiti
presso l’Università del Salento nel settore della Fisica. L’incontro è stato suddiviso in due
seminari: il primo, tenuto dal Prof. Fonti, ha illustrato la ricerca di forme di vita sul pianeta
Marte, uno dei filoni di studio della planetologia; il secondo, tenuto dal Dr. Anni, ha
riguardato lo studio di sistemi più piccoli di quelli oggetto di analisi dell’astrofisica.
L’argomento oggetto di discussione del primo seminario è stato quello della ricerca di
forme di vita extraterrestre, tema affrontato anche attraverso il riferimento a eventi del
passato, quali il finto notiziario di Orson Welles sull’invasione dei marziani e le errate
conclusioni sulla natura artificiale di alcune strutture della crosta marziana, come i canali di
Schiaparelli. In seguito, è stata presentata una stima di quei pianeti appartenenti al nostro
sistema solare che presenterebbero forme di vita intelligente: secondo i calcoli più recenti,
essi ammonterebbero a 20000, mentre sarebbero circa 200 quelli esterni alla nostra galassia
che, in base a esplorazioni iniziate negli anni ’90, parrebbero popolati.
Il successivo argomento proposto dal professore è stato quello della ricerca di vita su Marte,
attività nella quale il centro di ricerche di Lecce è massicciamente impegnato; in particolare,
sono stati presentati alcuni risultati prodotti dalla sonda Mars Express – attualmente in
orbita attorno a Marte – ed è stato dimostrato, con l’ausilio di immagini delle sonde, che
quei segni compatibili con l’esistenza di frane sulla superficie di Marte sono verosimilmente
simili agli effetti derivanti dallo scorrere dell’acqua sulla terra. L’intervento del Prof. Fonti
è stato, poi, chiosato dalla spiegazione del principio di funzionamento degli spettrometri
utilizzati per analizzare la composizione chimica della superficie marziana.
Il secondo seminario, tenuto dal Dr. Anni, ha avuto lo scopo di presentare i motivi di
interesse legati alla realizzazione e allo studio di sistemi su scala nanometrica.
Realizzare sistemi nanometrici comporta la capacità di controllare la materia sulla scala di
pochi atomi e, conseguentemente, di capire le motivazioni dei vantaggi legati alla
realizzazione di sistemi così piccoli. Pertanto, sono stati presentati esempi di applicazioni in
cui la capacità di miniaturizzazione porta a dei vantaggi; come caso iniziale è stato scelto
quello dell’elettronica.
I dispositivi su cui è basata l’elettronica fino alla fine degli anni ’50 sono stati i cosiddetti
tubi a vuoto, limitati per dimensioni, costi e prestazioni; per questo, si è passati all’utilizzo
dei transistor, dispositivi a semiconduttore con caratteristiche elettriche simili a quelle dei
tubi a vuoto ma decisamente più vantaggiosi in termini di prestazioni e di costi; da qui, la
necessità di miniaturizzare i transistor per realizzare dispositivi elettronici più potenti.
Dopo questi chiarimenti preliminari, si è poi passati alla spiegazione del significato e dei
campi d’azione delle Nanotecnologie, settore che si occupa di realizzare e studiare sistemi
materiali su scala di pochi milionesimi di millimetro. Pertanto sono stati presentati i due
approcci più diffusi di nanofabbricazione, noti come approccio top-down e bottom-up,
rispettivamente.
Il primo approccio consiste nel realizzare micro o nanodispositivi utilizzando tecniche che
sfruttano fasci di elettroni, di ioni, o particolari nano-penne, noti come microscopi scanningprobe. A riprova di questo sono state proiettate immagini al microscopio che hanno
dimostrato come, allo stato attuale, sia realmente possibile vedere sistemi di pochi atomi e
interagirvi in maniera controllata, per modificarne le proprietà in funzione delle applicazioni
volute.
Il secondo tipo di approccio consiste nel guardare il problema dalla prospettiva opposta:
costringere, cioè, atomi e molecole ad acquistare le proprietà necessarie per i dispositivi,
inducendoli ad assemblarsi spontaneamente. A titolo esemplificativo, sono state descritte le
proprietà di nuove molecole plastiche intelligenti; tali molecole presentano tutti i vantaggi
tipici delle plastiche, ma hanno in più la capacità di trasportare corrente e/o emettere luce,
qualità richiesta dalle applicazioni elettroniche o optoelettroniche.
Infine, sono stati presentati alcuni esempi di nanomacchine molecolari che rappresentano la
frontiera più estrema della ricerca su nanosistemi meccanici.
LINK UTILI
www.scienzaonline.com/astronomia/forme-di-vita.html
