Silvia Reginato

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Un pò di luce sulla luce superfluida

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Quando, nel lontano autunno del 2009, è stato pubblicato su Nature Physics questo lavoro, la stampa italiana ha gridato al miracolo, descrivendo come imminenti scenari a dir poco fantascientifici. Una “magica luce” che può attraversare ogni cosa, muri compresi, e che rivoluzionerà il mondo delle telecomunicazioni.  Ad inventarla è un fisico italiano, Iacopo Carusotto, che per poco non è stato definito l’antenato di Mr.Spock.

Iacopo Carusotto non viene dalla navicella di Star Trek, ma dall’INFM-CNR di Trento. Insieme ad un gruppo di ricercatori francesi e svizzeri ha dimostrato che la luce può esistere in forma superfluida. Cos’è la superfluidità? Si tratta della capacità di flussi di particelle di scorrere in un mezzo senza attrito. La luce, così come noi la vediamo, va incontro a fenomeni di rifrazione e riflessione, quando si propaga da un mezzo all’altro o quando incontra un ostacolo. Basti pensare all’arcobaleno o all’effetto muro che le goccioline di nebbia oppongono al passaggio della luce dei fari delle auto. Alla luce superfluida questo non succede. I fotoni che la compongono, infatti, sono uniti da interazioni così forti che non si scompongono quando incontrano un ostacolo ma lo aggirano.

Lasciate da parte l’immaginazione, però, perchè la luce superfluida non si può fare in casa e gli ostacoli di cui si parla non sono muri né tanto meno corpi. Per ottenerla, infatti, i fisici si sono avvalsi di uno laser decisamente sofisticato, in grado di creare un fascio di luce molto stabile. L’ostacolo che la luce superfluida è riuscita ad attraversare è un chip di arseniuro di gallio dello spessore di qualche decimo di millimetro e per riuscirci ci sono voluti ben quattro anni. Di arseniuro di gallio sono fatti anche i circuiti dei chip elettronici usati oggi nei computer e per questo i fisici pensano che in futuro questa scoperta potrà velocizzare la trasmissione e l’elaborazione delle informazioni all’interno di questi circuiti.

Certo, l’argomento in questione non è dei più semplici e solo alcuni dei giornali che hanno riportato la notizia sembrano averci capito qualcosa. Ho chiesto a Iacopo Carusotto di commentare alcuni dei titoli riguardanti la luce superfluida apparsi sui giornali. Ecco cosa ci ha detto (non me ne vogliano i “nominati”)!

Ascolta!

Immagine: Roberto Peschiera

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Written by Silvia Reginato

maggio 28, 2012 at 6:14 pm

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Matematica on the road

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Alzi la mano colui il quale non si è mai ritrovato in questa situazione: domenica d’agosto, macchina carica (sdrai, ombrellone, valigie, borsa frigo piena di ogni ben di dio, pinne, occhiali, secchiello e palette), situazione traffico sotto controllo, orario di partenza intelligente e via. Direzione vacanze. E poi all’improvviso succede quello che avete cercato di evitare: vi ritrovate imbottigliati in un lunghissimo ingorgo in un’autostrada infuocata. Com’è potuto accadere? Era tutto programmato affinché non succedesse!

Beh, la risposta è semplice. Probabilmente non siete esperti di equazioni differenziali parziali, dette anche EDP (se vi state chiedendo cos’è una EDP, Wikipedia è sempre d’aiuto ma per i coraggiosi ecco qualcosa di piu). Eh si, perché anche il traffico stradale è governato da leggi matematiche. La teoria matematica sul flusso veicolare ha cominciato a farsi strada nella seconda metà del secolo scorso per descrivere in formule le interazioni tra auto, guidatori e strade. Considerando che è stato stimato che l’umanità passa ogni anno 10 milioni di anni-uomo alla guida di un veicolo (un anno-uomo corrisponde a un anno lavorativo, circa 218 giorni), si capisce come quello della gestione del traffico sia un problema che ha attirato l’attenzione di un notevole numero di menti da diverse specializzazioni.

Traducendo dal matematichese all’italiano, il traffico in numeri e formule funziona più o meno così. Da un punto di vista macroscopico, il traffico può essere visto come un flusso che scorre, al quale si può applicare la legge di conservazione. Se consideriamo x1 e x2 come l’inizio e la fine di una strada, e t1 e t2 come due istanti, allora le macchine presenti nell’intervallo di tempo considerato è pari al numero di macchine entrate in x1 meno il numero di macchine uscite in x2. Lungo questo tragitto le macchine non scompaiono e non se ne creano di nuove, in sostanza assumiamo che non ci siano né imbocchi né uscite. Questo è quanto dice la legge di conservazione. Da questa si possono ricavare il flusso e la densità del traffico in funzione dello spazio e del tempo, e questa sarà un’equazione differenziale parziale: se conosco la densità di veicoli in un istante posso calcolare come questa evolverà nel tempo e nello spazio. Ovviamente questo è un modello di base che presenta grandi approssimazioni rispetto alla realtà. Esistono pero’ dei modelli più complessi che risolvono molte delle situazioni che normalmente si possono affrontare nelle strade: semafori, rallentamenti, accelerazioni, etc etc. Per chi fosse interessato ad approfondire, in rete si trovano alcuni elaborati di studenti universitari che spiegano, in maniera più semplice rispetto ad altri lavori scientifici, come la matematica possa essere applicata allo studio del traffico stradale.

Anche in questo video, a cura dell’UniRoma.tv, viene ben spiegato cosa può fare la matematica per chi si deve spostare in auto.

Morale della favola? La matematica non è una magia che può prevedere quando accadrà un incidente e tanto meno evitarlo. È però decisamente un prezioso strumento da usare in fase di progettazione o di modifica di infrastrutture.

Ragionamenti troppo complessi per chi sta partendo per le vacanze e alla matematica proprio non ci vuole pensare? Allora fate come me, partite per una bella vacanza in bicicletta! Faticosa, con molti imprevisti ma sicuramente indimenticabile. E a prova di traffico!

Written by Silvia Reginato

aprile 30, 2012 at 1:03 pm

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Il linfocita che vorrei

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In memoria della mia vita precedente passata nell’ambito della ricerca biomedica, non posso scrivere solo di ambiente e dinosauri. Si sente un po’ il bisogno di tornare alle origini qualche volta (non che mi manchino pipette, camici sporchi e vetreria incostrata..). In questi giorni mi sono divertita a (provare a) scrivere di medicina, e per non farci mancare niente scrivo qui anche qualcosa di biologia, sperando che i miei vecchi colleghi non mi scrivano per dirmi che ho fatto qualche errore…

Modificare il DNA dei linfociti T, le cellule del nostro sistema immunitario incaricate di eliminare agenti patogeni esterni, per indirizzarle alla distruzione mirata di cellule tumorali. È quanto sono riusciti a fare un gruppo di ricercatori del San Raffaele di Milano, guidati da Chiara Bonini e Luigi Naldini, che ha pubblicato i propri risultati sull’ultimo numero di Nature Medicine.

Il nostro sistema immunitario è dotato di alcuni linfociti T, in grado di riconoscere e distruggere le cellule tumorali, che sono stati già usati in terapie, definite appunto immunoterapie, contro tumori o leucemie. Nonostante i risultati promettenti, la strada da fare per rendere l’immunoterapia una valida soluzione nella cura dei tumori è ancora piena di ostacoli. Infatti, i linfociti specifici contro le cellule tumorali sono molto rari ed espanderli in laboratorio richiede dei tempi lunghi, non compatibili con la tempestività necessaria nella cura. Un altro limite deriva dal fatto che questi linfociti anti-tumore, pur se modificati ad-hoc per migliorarne la specificità, riconoscono come estranee anche cellule del nostro organismo, creando problemi di autoimmunità.

I ricercatori del San Raffaele, per ovviare a questi limiti, hanno modificato l’amo (chiamato TCR, T cell receptor) usato dai linfociti T per agganciare l’ospite indesiderato in modo da renderlo in grado di riconoscere solo le cellule tumorali. Ci sono riusciti modificando il DNA dei linfociti in due fasi: prima eliminando i geni dei TCR che agiscono contro cellule sane e poi aggiungendo, attraverso un “traghetto” virale che veicola nuovi geni al DNA dei linfociti,  TCR appositi per riconoscere le cellule malate. Un taglia e cuci genetico, quindi, che intende fornire alle cellule la difesa contro tumori e leucemie e allo stesso tempo renderle innocue per il resto dell’organismo.

Il trattamento è stato provato con esiti positivi finora solo in modelli animali e dunque la strada verso la sperimentazione umana è ancora lunga. Non resta che attendere.

 

Written by Silvia Reginato

aprile 13, 2012 at 1:09 pm

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Se anche Donald Trump parla di medicina..arrabbiamoci!

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E’ quasi Pasqua (a proposito, auguri a tutti) e bisognerebbe essere più buoni, ma certe cose fanno proprio arrabbiare. Ieri, durante un pigro web-zapping, mi sono imbattuta (giuro, non li ho cercati!) in due esempi di comunicazione “fraudolenta” da far accapponare la pelle. Guarda caso l’argomento era lo stesso: vaccini e autismo. E a questo punto, diciamolo, sarebbe ora che il ben informato movimento degli anti-vaccinisti trovasse qualcosa di nuovo al quale aggrapparsi. Ma torniamo a questi esempi da travaso di bile.

Ho avuto ieri  il piacere di trovare il link a questa pagina del sito “Informare per resistere”, sottotitolata “nel tempo dell’ inganno universale, dire la verità è un atto rivoluzionario”. Meno male! Si fa riferimento alla Giornata Mondiale dell’Autismo che si è svolta il 2 aprile, ma invece di dare meritato spazio all’ iniziativa e di informare su questa malattia, gli autori del sito scrivono:

Il 2 aprile 2012 è stata la Giornata Mondiale dedicata all’Autismo e un video dal contenuto piuttosto forte ha fatto il giro della rete, mostrando foto da tutto il Mondo, di bambini in lacrime a causa di iniezioni. Dedicato a tutti i bambini che sono diventati inconsapevolmente autistici e tutti coloro che hanno riportato danni permanenti o sono deceduti a causa di scriteriate campagne vaccinali.

Toccante, ma falso. Dire la verità è un atto rivoluzionario, come recita il sottotitolo, che però loro non fanno! La correlazione tra giornata dell’autismo-bimbi in lacrime a causa di iniezioni-bambini diventati inconsapevolmente autistici a causa di scriteriate campagne vaccinali, oltre ad essere logicamente sgrammaticata, non ha nessun fondamento scientifico (a proposito di scienza, vorrei far notare che in questa pagina si parla di vaccino MPR come di vaccino contro varicella ed Herpes Zoster,  quando in realtà si tratta del vaccino contro morbillo-parotite-varicella). Ma di fondamenti scientifici parliamo dopo aver aver visto questo.

Qualche giorno fa, in questo programma di Fox News, Donald Trump fa la parte dell’esperto che dispensa verità sul tema dei vaccini (da 2:50 in poi nel video). Fa ridere, lo so, ma ci sarebbe da piangere. La vicenda è ampiamente commentata in un post di Science Blogs ma provo a riassumervela. I tre sagaci conduttori stanno parlando con Mr.Trump di politica e tasse quando uno di loro, facendo riferimento ai dati del CDC (Centers for disease control and prevention) che danno il numero di casi di autismo in aumento, chiede se Donald ha riflettuto su questa notizia. Ottima domanda da fare ad un imprenditore miliardario che si occupa di società immobiliari di lusso. E la risposta di Donald Trump è ovviamente all’altezza delle aspettative. Riporto qualche pillola, ma merita di essere ascoltata per intero.

 Sono piuttosto familiare con l’argomento e ho una teoria. Credo sia colpa delle vaccinazioni. Non abbiamo mai avuto nulla del genere ed ora è un’epidemia. Quando porti un bambino piccolo dal medico e lui inietta tante, tante vaccinazioni insieme e poi all’improvviso il bambino è cosi diverso..conosco dei casi. E’ successo a un mio collaboratore. Avevano questo bel bambino e poi dopo una iniezione “mostruosa” il bimbo è diverso. Io credo fermamente sia stato il vaccino. Dovrebbero ricevere i vaccini, ma separatamente e in un lungo periodo di tempo.

Grazie Donald per queste parole e per fornirci materiale sul quale scrivere nei nosti blogs! Per capire quante stupidaggini sono state dette in pochi minuti parliamo un pò dei fatti, quelli veri, legati alla vicenda dei vaccini che causano autismo. Nel web si può leggere la  storia completa. Io cercherò di riassumerne i punti salienti:

  • Andrew Wakefield, medico britannico, pubblica nel 1998 sulla rivista Lancet un paper dove si dice esserci un’associazione tra patologie gastrointestinali e autismo, comparsi in 8 casi su 12 dopo la vaccinazione trivalente MPR. E’ però durante la conferenza stampa che precede l’uscita del paper che il medico sostiene chiaramente la necessità di interrompere l’uso del vaccino per il rischio che esso sia collegato alla comparsa di disturbi comportamentali. Questo ovviamente ha una grande ripercussione sull’opinione pubblica e fa scatenare tutte le associazioni di anti-vaccinisti.
  • Nel 2004 un’inchiesta del Sunday Times rivela che sia l’ospedale in cui lo studio è stato condotto sia Wakefield stesso hanno ricevuto  delle somme di denaro (non due spiccioli..) da avvocati che stavano preparando una causa contro l’azienda produttrice del vaccino in questione. Questo apre un vaso di Pandora che porta a scoprire, dopo indagini accurate del British General Medical Council, numerose irregolarità nello studio, che viene a quel punto definito fraudolento.
  • Nel 2010 Lancet ritratta il paper di Wakefield, riconoscendo che elementi dello studio sono stati falsificati.
  • Sempre nel 2010 Wakefield viene radiato dall’ordine dei medici britannico.
  • Nel gennaio 2012 il nome di Wakefield viene inserito dal Times nella lista delle grandi frodi scientifiche
  • Nessun altro studio ha mai trovato una relazione tra vaccino trivalente e autismo.

E allora, caro Donald Trump, di cosa stiamo parlando? Di dati scientifici o di pura cialtroneria? Perchè deve sputare le sue “teorie” in diretta TV a milioni di persone quando queste sono false, infondate e altamente pericolose? Lo sa che è grazie a persone come lei che in paesi come gli Stati Uniti e la Gran Bretagna si è tornati a morire di malattie come il morbillo? Se fare il miliardario è diventato noioso e vuole esplorare nuove frontiere facciamo cambio. Io faccio la miliardaria e mi prendo il suo conto in banca e lei venga qui a cercare di comunicare la scienza in modo corretto, anche se per farlo sono necessarie un minimo di conoscenze che evidentemente lei non ha. Ma legga, caro signor “sono ricco, famoso e quindi so”, si documenti, che non è mai troppo tardi per smettere di dire stupidaggini!

Quando ci vuole ci vuole. E ora spero che lo spirito pasquale mi renda meno polemica, giusto fino a martedì.

Written by Silvia Reginato

aprile 7, 2012 at 3:32 pm

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Gauss “de noantri”

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Dal dover scrivere un’intervista “impossibile” con un matematico, l’idea di cimentarmi con un pò di grafica. Liberamente ispirata dalle pagine di un noto quotidiano! Non preoccupatevi, è un fake! 🙂 Carl Gauss! (se volete leggerlo tutto, doppio click sull’immagine e  aprite in una nuova finestra).

Written by Silvia Reginato

marzo 29, 2012 at 3:21 pm

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Omeo-stalgia, omeo-magia!

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Che l’acqua sia fonte di vita non è oggetto di discussione. Possiamo sopravvivere solo pochi giorni senza bere. D’altronde siamo composti per il 65% di acqua. Quindi acqua a garganelle per tutti.

Che l’acqua possa guarire ulcere, cefalee, ipertensioni, depressioni e cosi via è invece campo di aspre battaglie, anche legali, tra  sostenitori della medicina tradizionale e sostenitori dell’omeopatia.

Metto esplicitamente le mani avanti (e me le lavo anche un pochino, visto che di acqua si parla) dicendo che non ho la pretesa di aggiungere valore o complessità ad un dibattito senza vincitori né vinti. Mi limiterò a rifare qualche calcolo, già fatto in altre sedi, con l’obiettivo di indurre una piccola riflessione in chi, magari, su queste cose non  abbia già riflettuto. Mi concedo però un piccolo inciso personale, un sottile atto di rispetto dovuto agli anni spesi a studiare e a fare “scienza”. Se ho il mal di testa ringrazio il paracetamolo, se ho il raffreddore sono una fan dell’acido acetil-salicilico e se ho un’infezione m’innamoro degli antibiotici.

Ma che cos’è l’omeopatia? Nata nei primi dell’Ottocento da un intuizione del medico tedesco Samuel Hahnemann (la storia è ben spiegata altrove), l’omeopatia si basa sul principio un po’ nostalgico della memoria dell’acqua. Principi attivi derivanti dal mondo animale, vegetale o minerale vengono diluiti in acqua tramite diluizioni seriali centesimali (1 parte di soluzione madre in 100 parti di acqua). Il numero di diluizioni a cui va incontro un prodotto omeopatico prima di arrivare sul mercato può essere anche di 30, e in quel caso il prodotto viene definito C30. Quindi, riassumendo, molecole diluite alla centesima parte anche fino a 30 volte. Diluizioni, quindi, dell’ordine del miliardo di miliardo. Così facendo, si perde la tossicità del principio attivo ma il suo imprinting terapeutico rimane impresso nelle molecole d’acqua che, un certo numero di diluizioni fa, ne sono venute a contatto.

Avogadro ha messo un po’ i bastoni tra le ruote dell’omeopatia introducendo il principio, riconosciuto come valido nel 1860, che una grammomolecola di qualunque sostanza contiene un numero N di molecole, pari a 6,022 x 1023(sessantamiladuecentoventi miliardi di miliardi di molecole). Non serve essere delle beautiful minds per capire che, indipendentemente dal principio attivo in questione, ad ogni ciclo di diluizione il numero di molecole scende di due ordini di grandezza. Quindi se vi state curando il mal di denti con un prodotto omeopatico 12C, riflettete gente, nella boccetta che stringete tra le mani ci sono solo 0,6022 molecole dell’originale sostanza curativa. Numeri da capogiro. Se poi state pensando di alleviare i vostri sintomi influenzali con un delle gocce 30C, siate consapevoli che si tratta di acqua diluita con altra acqua e poi ancora con altra acqua che ha incontrato l’ultima solitaria molecola di principio attivo ben 18 cicli di diluizione fa. Poco cambia se si opta per delle compresse al posto delle gocce. Solo zucchero, niente sostanza. La riflessione dovrebbe diventare ancor più profonda se si pensa ai prezzi di vendita di questi prodotti. Vien voglia di aprire il rubinetto di casa e farsi una sana bevuta. Costa decisamente molto meno ed è, con buona pace degli omeopati convinti, la stessa cosa.

I sostenitori dell’omeopatia riportano ovviamente delle spiegazioni molto dettagliate sul perché fa bene e funziona. A me il dubbio resta. Omeo-patia o omeo-magia?

Crediti immagine: Flickr (Aldoaldoz)

Written by Silvia Reginato

marzo 27, 2012 at 7:36 am

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Virus simpatici e dinosauri approfittatori

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 Se qualche mese mi avessero detto che un giorno avrei scritto anche una sola frase su di un dinosauro mi sarei fatta una sonora risata. Qualche mese fa le mie giornate erano scandite da appuntamenti poco galanti con virus simpaticoni che facevano crescere nuovi vasi sanguigni nelle zampine di topi molto meno simpatici. E questo era quello che scrivevo. Nella mia “to read list” c’era un piccolo Everest di pubblicazioni altamente (e diciamocelo, decisamente troppo) specifiche, nota bene, tratte da riviste con con un Impact Factor non piu’ basso di 7.

Adesso, mi capita di scrivere anche di dinosauri. Ma il tema di ieri era LHC, quello di domani sarà Carl Gauss. La pila di letture che mi attendono è composta per lo piu’ di giornali e/o inserti dove si parla a grandi linee di scienza. Sto imparando a dire le cose importanti in due frasi, e a raccontare una storia in 1500 battute di tastiera. Le 7000 parole di un paper scientifico mi sembrano ora decisamente superflue. Parlo via mail, via blog, via Facebook, via Twitter e (spero presto) via infografiche. Cerco di mettere le 5 W all’inizio di ogni mio discorso e mi infastidisco quando chi mi parla non lo fa. Se prima era complicato spiegare ai miei nonni cosa facevo, adesso è decisamente impossibile. “Silvia,  zia Concetta mi ha chiesto cosa fa mia nipote e io non ho saputo rispondere”. “Nonna, dille che vado a caccia di dinosauri digitali”.

Crediti immagine: MAEDios (Flickr)

Written by Silvia Reginato

marzo 10, 2012 at 8:32 am

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