Gli auricolari devono aggrovigliarsi

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Ci siamo passati tutti: vogliamo ascoltare un po’ di musica, tiriamo fuori gli auricolari dalla tasca o dalla borsa e… ORRORE! nodi legati ad altri nodi in un groviglio impossibile.

Esiste un rimedio a questa orribile piaga? Secondo la fisica, no. Proprio no.

A quanto pare, le cuffie si annodano per una ragione semplice ma molto profonda. In sostanza, il filo ha pochissimi modi perché lo consideriamo “ordinato”, ma una marea per essere “annodato”. Anche se ognuno di questi è difficile da formare, a noi non interessa quali nodi si sono fatti, ma solo che ora dobbiamo star lì a sbrogliarli.

Quando mettiamo in tasca le cuffie e ce ne andiamo a spasso, il filo si agita e si mescola. In un certo senso, è come se “scegliesse” più o meno a caso una tra milioni e milioni di forme che ha a disposizione. Siccome quelle annodate sono enormemente di più, il filo finirà quasi di sicuro per essere annodato.

Nel 2007, due fisici americani hanno fatto degli esperimenti, e hanno verificato rigorosamente quanto era probabile formare i nodi (che, tra l’altro, ha a che fare con come si annoda in DNA nelle nostre cellule). Secondo loro, più lungo e flessibile è il filo, più è probabile che si annodi (hanno anche previsto quali nodi erano più o meno probabili).

Non a caso, tutti i trucchetti per evitare il problema cercano di limitare uno o più di questi fattori, ad esempio avvolgendo il filo attorno a qualcosa per accorciarlo e tenerlo fermo. Per di più, le cuffiette dei cellulari sono il caso peggiore in assoluto: lunghe, molto flessibili, si biforcano perfino, triplicando* la possibilità di annodarsi.

Sembrerà banale, ma i nodi nelle nostre cuffie non sono che una manifestazione dell’aumento dell’entropia. Tra le altre cose, questo principio è noto anche come “tutto tende spontaneamente al disordine” ed è quello che proibisce il moto perpetuo. Non male per un pezzo di filo da dieci euro.

CC0-Optimusius1/pixabay

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Le cuffie aggrovigliate sono solo nella frangia fastidiosa di un gruppo di effetti, dal perché la pasta calda si raffredda, a perché la nostra libreria torna inevitabilmente disordinata dopo che l’abbiamo messa a posto, fino a perché sentiamo l’odore dei fiori in un campo. E non ci avventuriamo nella roba davvero esistenziale sul perché il tempo scorre in una direzione.

Perciò no, non possiamo risolvere il problema più di quanto possiamo arrestare lo scorrere del tempo. Ma almeno lo possiamo aggirare con pochi euro e un aggeggino di plastica… o aspettare che Apple lo estirpi alla radice (per molto di più).

 

Foto copertina: twisty (240/365), CC-BY Tim Pierce via Flickr. Some rights reserved.

*Se ci pensate funziona: le possibilità triplicano.

Che diavolo è la fMRI?

Alcune parti del cervello si “accendono” quando proviamo certe emozioni, quando ascoltiamo la musica, o quando risolviamo problemi matematici. Vi sarà sicuramente capitato di imbattervi in notizie simili, visto quanto spesso finiscono sulla stampa. La tecnica che si usa per questi studi (e in tantissimi altri di neuroscienze) si chiama risonanza magnetica funzionale, o fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging), che è una gran figata, ma sembra anche avere qualche problema. Prossimamente se ne sentirà parlare abbastanza, quindi vale la pena di capire cos’è.

Una macchina per la risonanza magnetica. CC-BY-NC Penn State, via Flickr.

Cominciamo dalle basi. La risonanza magnetica (quella che ci fanno se ci facciamo male al ginocchio, per capirci) sfrutta campi magnetici e la risonanza, cioè reazioni inusuali di un oggetto o materiale ad uno stimolo di una particolare frequenza.

Il classico esempio è spingere qualcuno su un’altalena: spingendo ogni volta che l’altalena arriva a fine corsa, la facciamo più in alto che spingendo in momenti a caso. Semplificando (molto), la risonanza magnetica usa onde radio per spingere atomi di idrogeno, che abbondano in tessuti ricchi di acqua o grasso, tipo il cervello.

I nuclei di idrogeno hanno spin, una proprietà che li fa reagire ai campi magnetici come una bussola. La macchina per la risonanza magnetica applica un forte campo magnetico, allineando gli spin degli atomi, che poi colpisce brevemente con un’onda radio. Se la sua frequenza è quella giusta (chiamata frequenza di risonanza), l’onda rovescia lo spin di alcuni atomi (non gli atomi stessi però!).

Appena l’impulso termina, tutto torna com’era e gli atomi rilasciano un po’ di energia. Registrando queste emissioni con un’antenna si possono distinguere tessuti con diverse quantità d’acqua, ad esempio, diverse parti del cervello, generandone un'immagine.

Schema semplificato del funzionamento della risonanza magnetica. Gli atomi (palline rosse) si allineano al campo magnetico verde, finché l’onda elettromagnetica viola non li investe, rovesciando i poli di alcuni. Appena possono, gli atomi tornano al loro stato iniziale e rilasciano l’energia, che viene registrata dall’antenna blu. Credit: howequipmentworks.com

Per la fMRI si registrano velocemente tantissime di queste immagini. Analizzandole tutte è possibile capire quali parti del cervello sono più attive in ogni momento perché sono quelle dove viene indirizzato più sangue ossigenato, che reagisce alla risonanza in modo leggermente diverso da quello che sta lasciando il cervello.

L’operazione, francamente geniale, richiede un sacco di analisi statistica. Secondo alcuni studi recenti, servirebbe molta cautela e un intenso scrutinio dei software che fanno questa parte del lavoro. In uno studio, ad esempio, un salmone morto sembrava reagire quando gli venivano mostrate foto di persone.

Non vuol dire che la tecnica non sia valida, ma solo che bisogna stare attenti a cosa succede. Questi studi sono importantissimi per la ricerca, perché ci fanno identificare problemi ed errori.

Solo così possiamo essere sicuri di quello che stiamo facendo e di sfruttare appieno i risultati di tecniche spettacolari come la fMRI.

Per saperne di più

 

Foto copertina: SumaLateral Whole Brain Image, CC-BY NIH Image Gallery, via Flickr. Some rights reserved.