Una pila di cacca grande come la Torre Eiffel

Nell’episodio 150 del loro podcast Dear Hank and John, Hank and John Green si sono posti queste curiose domande:

Quanti visitatori della Torre Eiffel devono farci la cacca appena arrivati prima che l’intera torre venga coperta? Quanto tempo ci vuole?

Nessun problema: calcoliamo!

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Le… chiavi di Schrödinger?

Se non trovo le chiavi, possono essere sul comò in entrata, nascoste sotto un giornaletto pubblicitario, o magari le ho dimenticate attaccate alla porta. Finché non le trovo, ovviamente, non so quale. È un po’ come sigillare un atomo radioattivo in una scatola e lasciarlo isolato lì: finché non apro la scatola, non so se è decaduto o no.

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I cambiamenti nell’ambiente bilanciano l’evoluzione

Tutti siamo molto influenzati da dove siamo cresciuti, anche i batteri. Ma quando l’ambiente cambia, rende la vita—e l’evoluzione—molto più casuali.

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Colori e sapori dei quark

Il colore di un quark può essere rosso, verde, o blu. E fin qui tutto ok, no? Il sapore di un quark può essere… strano. O incanto, su, giù, alto, o basso. Ma come se li sono inventati questi sapori?

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Perché LIGO ha vinto

Il Nobel per qualcosa di legato all’osservazione delle onde gravitazionali era una questione di quando più che di se. Ad ogni modo, si poteva sostenere che fosse troppo presto (ehm…): dopotutto le onde gravitazionali non erano proprio una sorpresa. E invece…

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La crescita che congela il cambiamento (nei batteri)

Quando pensiamo all’evoluzione, di solito pensiamo alla selezione naturale, la sopravvivenza del più adatto. Ma non finisce lì. Forze primordiali stanno in agguato sullo sfondo. E quando sparisce la selezione, sono finalmente libere.

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Banchi di robot seguono la corrente e svelano i misteri dell’oceano

Il 70% della superficie terrestre è coperta dagli oceani. Eppure, rimangono un mistero: abbiamo mappe più dettagliate della superficie di altri pianeti che del fondo del mare, e sappiamo ancora meno dei meccanismi in moto nell’intricato sistema oceanico.

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PVD recap

Le 5 migliori storie di fisica (e dintorni) del 2016

Il 2016 non è stato necessariamente un grande anno in generale, ma lo è stato per la scienza. Un anno piuttosto ricco di scoperte: annunciate, mancate, sorprendenti.

Dall’esplorazione del sistema solare alle frontiere dell’intelligenza artificiale, dall’atomicamente piccolo all’immensamente grande, è stato un anno movimentato!

Ecco la mia personale top five dell’anno, con un po’ di link per approfondire o andare a rinfrescarsi la memoria.

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La rivoluzione energetica passa dal riciclo delle terre (non proprio) rare

Durante la rivoluzione industriale il progresso era fatto d’acciaio, il ventesimo secolo era l’era di Mylar, Duraplex e le altre plastiche dai nomi creativi.

Oggigiorno, il progresso è fatto di elementi come neodimio e lantanio, che paiono usciti da un libro di fantascienza.

Questi ed altri elementi, chiamati terre rare, stanno in una di quelle righe appese un po’ così in fondo alle tavole periodiche. Grazie alla loro grande reattività, resistenza, ma anche alle loro proprietà elettriche e magnetiche, le terre rare hanno in mano le chiavi della rivoluzione delle energie rinnovabili.

Prendete ad esempio le turbine eoliche. Spinta dal vento, la turbina fa girare una bobina di metallo circondata da magneti. Muovendosi, la bobina genera una corrente al suo interno, come la dinamo di una bici. Più forti sono i magneti che le stanno attorno, più elettricità si può generare, e i magneti al neodimio (una terra rara) sono i più intensi in circolazione. In ciascun impianto eolico si trovano letteralmente tonnellate di neodimio.

Ma non finisce coi magneti: il lantanio è usato nelle batterie ricaricabili di molte auto ibride o elettriche, le lampade fluorescenti (“al neon”, per capirci) sono foderate di europio e itterbio, i dispositivi elettronici usano tutta una serie di questi elementi, e la lista continua.

Come suggerisce il nome, le terre rare si estraggono dal terreno ma, al contrario di quello che si può pensare, non sono affatto rare: sono più comuni—in numeri assoluti—dell’oro. Più che rare sono sparse, in piccole concentrazioni, un po’ dappertutto. Sulla spinta del grande interesse per queste materie prime, c’è un’attivissima caccia a nuovi depositi, dove è possibile trovarle (solitamente tute assieme) in concentrazioni un po’ più elevate.

Tuttavia, estrarre terre rare ha un impatto ambientale elevatissimo. Secondo Eric Schelter, professore di chimica alla University of Pennsylvania, queste operazioni consumano tantissima energia, e possono generare rifiuti tossici e radioattivi: “L’impatto complessivo dell’estrazione è peggiore per i minerali di terre rare che per altri—dice—sebbene cambi a seconda del tipo di minerale”.

Non sorprende, quindi, che i ricercatori cerchino anche soluzioni che non richiedano miniere. Ad esempio, estrarre i materiali dagli scarti di raffinamento di altri metalli, oppure dalla cenere delle centrali a carbone. O ancora, come ha proposto il gruppo del Prof. Schelter in uno studio, riciclarli. “Le materie prime nei nostri cellulari o auto elettriche hanno un enorme costo energetico ed ambientale, ma non si esauriscono: in linea di principio potrebbero essere usate indefinitamente”, dice.

Anche quando le ricicliamo, separare le terre rare dagli altri materiali non è ad impatto zero. Però, secondo il Prof. Schelter, ogni applicazione usa solo alcune specifiche terre rare per volta, così gli scienziati potrebbero sviluppare processi più semplici e mirati ad estrarre un elemento in particolare.

Il problema più importante, dice, è che riciclare è un lavoro molto costoso per un materiale relativamente economico: “I materiali estratti sono sempre economici: le nuove tecnologie (chimiche ed ingegneristiche) servono solo a rendere il riciclo più competitivo in termini di prezzi”.

Prima di poter annunciare una vera rivoluzione energetica, ce ne servirà una nella produzione di questi elementi preziosi, anche se non così rari.

 

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Foto copertina: Anna Jimenez Calaf/Unsplash.com