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Lunedì, Maggio 22, 2017
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I quattro nuovi elementi della tavola periodica e la possibilità di fuggire da un buco nero secondo Hawking


Aggiungi un posto a tavola. Anzi quattro. Le vecchia tavola periodica degli elementi è un perenne work in progress: nel 2011 erano stati aggiunti nuovi tasselli, poi lo scorso gennaio l'Unione internazionale per la chimica pura e applicata (Iupac), l'istituzione che gestisce la tavola, ha dato il via libera all'ingresso di altri quattro elementi. Rimaneva però da stabilire il nome: ora sono state avanzate le proposte, ed è probabile che saranno approvate.

L'elemento 113 potrebbe chiamarsi nihonium (Nh), l'elemento 115 moscovium (Mv), il 117 tennessine (Ts) e l'elemento 118 oganesson (Og). I laboratori che li hanno scoperti sono stati invitati ad avanzare una proposta, che però rispettasse i criteri della Iupac: gli elementi chimici possono avere un nome ispirato alle loro proprietà fisiche, alla mitologia, a un minerale, a una città o nazione, a uno scienziato.

A sollevare qualche problema potrebbe essere l'oganesson, dedicato a Yuri Oganessian, lo scienziato 83enne dell'Istituto russo di ricerca nucleare di Dubna: è la seconda volta nella storia che un elemento viene chiamato con il nome di uno studioso vivente. E l'unico precedente, nel 1993, protagonista il chimico americano Glenn Seaborg, fu oggetto di controversia.

Il moscovium (115) omaggia la capitale russa e più in generale "la Russia, territorio antico che ospita il Joint Institute for Nuclear Research" scrive la Iupac nelle motivazioni. Il tennessine (117) invece "è il riconoscimento del ruolo del Tennessee, sede dell'Oak Ridge National Laboratory, della Vanderbilt University, e della University of Tennessee at Knoxville, nella ricerca di elementi superpesanti".

Il nihonium (113) è il primo elemento a essere "battezzato" nell'Est asiatico. Scoperto 12 anni fa nel Riken Nishina Center for Accelerator-based Science di Wako, vicino Tokyo, si è pensato prima al nome japonium. Ma gli stessi ricercatori del Riken hanno preferito nihonium, da ‘nihon’ la parola giapponese per indicare il Giappone.


Hawking ci ripensa: è possibile fuggire dai buchi neri

Lasciate ogni speranza, o voi ch'entrate. Fino a pochi giorni fa l'avvertimento posto all'ingresso dell'Inferno dantesco avrebbe potuto campeggiare anche davanti ai buchi neri: giganteschi divoratori di materia, luce e informazione, da cui nulla di ciò che è entrato può uscire. Fino a qualche giorno fa, appunto. Perché nell'ultimo numero della rivista Physical Review Letters un articolo riapre la discussione. E ridà qualche speranza: fuggire dall'interno di un buco nero non sarebbe una mission impossible.

A firmarlo sono tre giganti della fisica teorica. A cominciare da Stephen Hawking, icona pop grazie al suo best seller Dal big bang ai buchi neri ma anche per la sua storia personale (una rara forma di sclerosi laterale amiotrofica che da decenni lo costringe in sedia a rotelle e a parlare con un sintetizzatore vocale, due matrimoni e due divorzie e tre figli). Il suo ex studente e ora professore all'Università di Cambridge Malcom Perry: Infine, Andrew Strominger, professore ad Harvard, una delle massime autorità mondiali in fatto di teoria delle stringhe. Hawking ci ripensa: è possibile fuggire dai buchi neri

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I tre autori si sono cimentati con uno dei problemi che da decenni tiene impegnati gli astrofisici: che fine fa l'informazione inghiottita da un buco nero? Si riuscirà mai a recuperarla, in un punto diverso dell'Universo o in futuro lontanissimo? Finora la risposta era affidata alla sibillina frase del fisico di Princeton John Arcibald Wheeler: "I buchi neri non hanno capelli". Il concetto è che i buchi neri cancellano i "connotati" di tutti gli oggetti che inghiottono, rendendoli così "irriconoscibili" a un osservatore esterno.

Negli anni Settanta Hawking stupì il mondo dimostrando, calcoli alla mano, che i buchi neri "evaporano": si tratta di un processo lentissimo che però può portare alla completa disintegrazione del buco nero stesso. Ma la radiazione di Hawking è casuale e non restituisce l'informazione. Se un'astronave finisce in un buco nero, secondo la teoria del fisico britannico, non potrà essere ricostruita grazie all'evaporazione del black hole.

Ora però Hawking fa una parziale marcia indierto. Nell'articolo appena pubblicato insieme ai due colleghi, ammette infatti che in certe particolari condizioni l'informazione catturata da un buco nero può essere recuperata. "E' un lavoro molto tecnico ma affascinante perché apre nuove prospettive" commenta Paolo Pani, 32enne astrofisico teorico della Sapienza Università di Roma. "Quello che sapevamo finora è che se un buco nero si forma e poi evapora l'informazione scompare, non si può per esempio risalire alla stella da cui il buco nero è nato. Lo studio di Hawking, Perry e Strominger, sostiene invece che all'interno dell'orizzonte degli eventi (il limite oltre il quale nulla sfugge) si possono formare infiniti stati quantistici di energia nulla. In alcuni casi particolari questi stati quantistici possono contenere le informazioni relative agli oggetti precipitati sul buco nero".

Tornando alla frase di Wheeler, è come se Hawking, Perry e Strominger l'avessero riscritta: i buchi neri hanno capelli ma sono nascosti sotto una cuffia da piscina. I tre hanno coniato il termine "soft hair" per descrivere questi stati quantistici, una massa di capelli ripegati su se stessi che circondano il black hole e catturano l'informazione relativa agli oggetti in arrivo, restituendola all'esterno durante l'evaporazione.

"Questa ipotesi non risolve completamente il problema ma dimostra che ci sono punti deboli nella dimostrazione di Hawking degli anni Settanta", spiega Pani.

La rivisitazione della teoria sui buchi neri ha avuto un iter singolare. Dopo anni di scambi di opinioni via mail, Hawking, Perry e Strominger si sono incontrati per scrivere l'articolo in un hotel di New York a spese del miliardario russo Yuri Milner, lo stesso che insieme a Hawking ha lanciato un programma di colonizzazione dello spazio con microastronavi spinte da raggi laser.

Ma questa è tutta teoria. Quando potremo verificarla sperimentalmente? "Non è semplice" risponde Pani. "Anche la radiazione di Hawking non è stata mai vista: un buco nero di dimensioni normali per evaporare completamente ci metterebbe più dell'età dell'Universo. Se invece riuscissimo a creare micro buchi neri negli acceleratori di particelle il suo effetto sarebbe misurabile". 



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