NANOPARTICELLE COME SPIEGAZIONE PER I BL?

Il 27 marzo 2008, con una rara incursione della stampa generalista in ambiti tanto specialistici, il settimanale inglese The Economist ha pubblicato nella sua rubrica di scienza e tecnologia un ampio resoconto circa alcuni fra i più recenti sviluppi della ricerca sui fulmini globulari (BL).

Potete leggere questo articolo, intitolato "Great Balls of Fire!" al link:

http://www.economist.com/science/displaystory.cfm?story_id=10918140&CFID=386383&CFTOKEN=29303400

Eli Jerby e Vladimir Dikhtyar, fisici dell'Università di Tel Aviv, si occupano di BL da diversi anni ed hanno al loro attivo un'importante pubblicazione scientifica sull'argomento, e cioè "Fireball Ejection from a Molten Hot Spot to air by Localized Microwaves", uscito sulla rivista Physical Review Letters, vol. 96, del 3 febbraio 2006.

Di recente, come seguito a questa pubblicazione, i due scienziati hanno proposto un modello che, per spiegare i BL, fa appello alle nanoparticelle, ossia a parti di materia di dimensioni dell'ordine dei milionesimi di millimetro.

Nel 2006 Jerby e Dikhtyar avevano descritto nel lavori sopra ricordati i loro esprimenti di creazione di BL in laboratorio, ottenuti bombardando con microonde silicio ed altri materiali solidi. L'estrazione dei materiali in fusione dalle cavità in cui era avvenuto il processo aveva generato colonne di fuoco che si staccavano dal materiale creando delle sfere luminose fluttuanti nell'aria.

In seguito, però, collaborando con Brian Mitchell, dell'Università di Rennes, e con altri colleghi che lavorano a Grenoble, in Francia, presso l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), Jerby e Dikhtyar hanno fatti molti progressi nel tentativo di descrivere, grazie ai raggi X, la struttura di questi BL artificiali. La conclusione è che si tratta di conglomerati di particelle del diametro di circa 5o nm.

Le procedure per la produzione di questi BL sono descritte sul sito Internet dell'ESRF, a questa pagina:

http://www.esrf.eu/news/spotlight/spotlight56/fireballs

L'esito di queste nuove ricerche, condotte dai due scienziati dell'Università di Tel Aviv insieme ad altri studiosi, è apparso poco tempo fa ancora nella Physical Review Letters. Si tratta di:

Mitchell, J. B. A., LeGarrec, J. L., Sztucki, M., Narayanan, T., Dikhtyar, V., & Jerby, E., "Evidence for Nanoparticles in Microwave-Generated Fireballs Observed by Synchrotron X-Ray Scattering", apparso sul numero del 15 febbraio 2008 della rivista sopra citata, vol. 100, (6), 065001-1/4.
Potete scaricarne il testo integrale dal sito del dott. Jerby, alla pagina:

www.eng.tau.ac.il/~jerby/Fireballs.html

In esso, gli Autori sottolineano che il lavoro fatto sembra confortare la teoria presentata nel 2000 su Nature da John Abrahamson, ingegnere chimico dell'Università di Canterbury, in Nuova Zelanda, teoria secondo la quale i BL si formerebbero quando i fulmini lineari che toccano terra vaporizzano gli ossidi di carbonio e di silicio che si trovano nel suolo. Il carbonio strapperebbe l'ossigeno al silicio permettendone agli atomi che si raffreddano di raggrupparsi in nanoparticelle. Queste nanoparticelle si ossiderebbero a loro volta in ossidi di silicio prendendo ossigeno dall'aria. Nel farlo, però, emetterebbero calore e luce, ossia produrrebbero quel complesso di fenomeni noti come fulmini globulari.

Tuttavia, secondo l'anonimo commentatore dell'Economist, il lavoro in discorso presenterebbe diversi punti deboli. In primo luogo, i BL artificiali prodotti vivrebbero per soli 30 ms dopo che la fonte d'emissione delle microonde cessa di funzionare. Inoltre, questi BL da laboratorio diventerebbero luminosi per l'eccitazione degli atomi dei materiali vaporizzati piuttosto che per dei processi d'ossidazione.

Infine, il modello proposto, che prende le mosse dal lavoro di Abrahamson, non spiegherebbe come i BL possano penetrare attraverso vetri di finestre o altri oggetti solidi, come parecchi testimoni casuali riferiscono.

Chi ha scritto il pezzo per The Economist pare propendere semmai per qualche meccanismo di tipo laser. In particolare, è menzionata l'idea di Peter Handel, dell'Università del Missouri. Molecole di acqua presenti nell'aria ed eccitate emetterebbero microonde che stimolerebbero l'ulteriore produzione di microonde in quelle vicine. In circostanze adatte ciò porterebbe alla creazione di un'onda stazionaria di energia EM che farebbe diventare luminosa l'aria circostante. Il risultato finale, ancora una volta, sarebbe il fulmine globulare.