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La scoperta, ecco il fotone che non sarebbe mai dovuto...

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La scoperta, ecco il fotone che non sarebbe mai dovuto arrivare sulla Terra

E' ad altissima energia e associato al lampo gamma più potente finora registrato. L'astrofisico Galanti all'Adnkronos: "Cambia le carte in tavola per le leggi della fisica standard"

Immagine artistica di un lampo di raggi gamma (GRB). (Crediti: ESO/A. Roquette)

Nuova scoperta nell'universo, intercettato un fotone che non sarebbe mai dovuto arrivare sulla terra. E' un fotone di altissima energia associato al lampo gamma più potente finora registrato ed ha messo in crisi l’attuale modello che descrive questi violentissimi eventi celesti. Inaf e Infn hanno reso noto che un gruppo tutto italiano - composto da ricercatrici e ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - ha provato a far luce su questo fotone proponendo un’interpretazione che contempla la presenza di una oscillazione tra fotoni e ALP, ipotetiche particelle previste dalla teoria delle stringhe e particelle "ottime candidate" per costituire la materia oscura fredda. L’articolo Observability of the very-high-energy emission from GRB 221009A di Giorgio Galanti, Lara Nava, Marco Roncadelli, Fabrizio Tavecchio, Giacomo Bonnoli è stato pubblicato oggi sulla rivista Physical Review Letters.

E' un singolo fotone ma talmente energetico da mettere in crisi gli attuali modelli astrofisici sulla propagazione dei raggi gamma. L’evento nel quale è stato osservato, chiamato BOAT, ovvero il più luminoso di tutti i tempi, è il lampo di raggi gamma GRB 221009A, emesso da una galassia a oltre due miliardi di anni luce da noi e rivelato – da terra e nello spazio – il 9 ottobre 2022. Gli scienziati spiegano che Tra i fotoni gamma di altissima energia intercettati dal rivelatore cinese Lhaaso in occasione di questo evento, ce n’era, appunto, uno di addirittura 18 TeV: l’energia più elevata mai registrata da un GRB. Un’interessante interpretazione di questa inaspettata osservazione viene fornita da uno studio interamente italiano, coordinato da Inaf-Istituto Nazionale di Astrofisica insieme a Infn-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, con autori Giorgio Galanti, Lara Nava, Marco Roncadelli, Fabrizio Tavecchio e Giacomo Bonnoli, pubblicato oggi, 18 dicembre, su Physical Review Letters.

"Il Gamma Ray Burst che ha osservato la collaborazione cinese Lhaaso è il più brillante mai scoperto, e già questo è evento per la scienza, ma poi il fotone è anche il più energetico mai osservato da un Gamma Ray Burst e il fotone cambia le carte in tavola perché non si sarebbe dovuto mai osservare secondo le leggi della fisica fin'ora conosciute, secondo la fisica standard" spiega all'Adnkronos Giorgio Galanti dell’Inaf, primo autore dell’articolo.

"Pochi minuti dopo aver avuto notizia dell’esplosione - ricorda inoltre Galanti - abbiamo intuito che questo Grb non solo poteva essere un evento astrofisico straordinario ma poteva anche rappresentare un’opportunità unica per studi di fisica fondamentale, in particolare riguardo alle axion-like particles, che sono particelle ottime candidate per costituire la materia oscura fredda". Secondo l’ipotesi avanzata dal gruppo di ricerca, quel fotone così energetico potrebbe essere un 'fotone trasformista', capace cioè di cambiare natura, oscillando da una 'personalità' all’altra mentre viaggia alla velocità della luce. E le ALP – le axion-like particles, ipotetiche particelle previste dalla teoria delle stringhe, sono simili ad altre particelle altrettanto ipotetiche, gli assioni, e le Alp sarebbero una di queste 'personalità' assunte dal 'fotone trasformista' che "a volte è fotone e a volte è Alp" spiega ancora l'astrofisico Galanti.

Insomma un po’ come Mr. Hyde, una ALP è infatti in grado di compiere azioni che un fotone, il Dr. Jekyll di questa strana storia, non riuscirebbe mai a portare a termine: attraversare indenne la cosiddetta EBL – l’extragalactic background light, la luce di fondo extragalattica, ovvero la luce emessa da tutte le stelle durante l’intera evoluzione dell’universo.

Gli scienziati spiegano inoltre quando un fotone di alta energia — diciamo superiore a 100 GeV — urta un fotone dell’EBL, c’è una probabilità che si formi una coppia elettrone-positrone, che fa scomparire il fotone di alta energia. E questo effetto diventa progressivamente più importante al crescere sia dell’energia, sia della distanza. Ritornando, quindi, al GRB 221009A, secondo la fisica convenzionale, i fotoni di energia superiore a circa 10 TeV verrebbero completamente assorbiti. Considerando il redshift della sorgente, e dunque l’enorme distanza percorsa dal lampo gamma, i fotoni a energie più elevate in teoria non sarebbero mai stati in grado di giungere fino a noi.

Come è allora possibile che Lhaaso, unico strumento per la rivelazione dei lampi gamma a non essere andato in saturazione quel 9 ottobre di un anno fa, abbia osservato fotoni del GRB 221009A a energie comprese fra 500 GeV e 18 TeV? È qui che entrano in gioco, appunto, le ALP. "Secondo la nostra ipotesi, in presenza di campi magnetici, i fotoni si tramutano in ALP e viceversa - aggiunge Marco Roncadelli, ricercatore associato all’Infn e all’Inaf - rendendo così possibile raggiungere la Terra a un maggior numero di fotoni, perché le ALP sono invisibili ai fotoni del fondo extragalattico".

Entrando un po’ più nel dettaglio, le ALP si accoppiano a due fotoni, ma non a un singolo fotone. Questo fatto implica che in presenza di un campo magnetico esterno – che, come è ben noto, è costituito da fotoni – si possono avere 'oscillazioni fotone-ALP'. Queste sono molto simili alle oscillazioni dei neutrini massivi di tipo diverso, con la sola differenza che per le ALP l’esistenza del campo magnetico è essenziale al fine di garantire la conservazione del momento angolare, in quanto il fotone ha spin 1 mentre le ALP hanno spin 0: lo spin mancante o eccedente è compensato dal campo magnetico esterno.

L’oscillazione tra fotoni e ALP per aggirare l’opacità del fondo extragalattico ai fotoni di energia elevata non è un’idea inedita: è una soluzione proposta per la prima volta nel 2007 da Alessandro De Angelis, Oriana Mansutti e Marco Roncadelli. Ed è una soluzione a un problema più generale di quello posto da questo gamma-ray burst. Oltre ai lampi di raggi gamma, ci sono infatti altre sorgenti distanti che emettono fotoni a energie elevatissime eppure in grado di giungere fino a noi, in barba alla fisica standard.

Gli scienziati sottolineano che sorgenti come i quasar di tipo FSRQ (flat spectrum radio quasar), dove la componente ‘opaca’ che intralcia la corsa dei fotoni ad alta energia, fino a renderne teoricamente impossibile la fuoriuscita, non è la ELB ma qualcosa di molto simile: un campo di radiazione ultravioletta all’interno della sorgente stessa. O i blazar di tipo BL Lac, il cui spettro – come mostrato da uno studio pubblicato nel 2020 dagli stessi Galanti, Roncadelli e De Angelis insieme a Giovanni F. Bignami – sarebbe in alcuni casi inspiegabile senza ricorrere a un meccanismo che consenta di aumentare la ‘trasparenza cosmica’, riducendo quindi l’assorbimento prodotto dall’EBL.

Fotoni da quasar FSRQ, fotoni da blazar BL Lac e ora fotoni da questo lampo gamma BOAT, dunque. Tutt’e tre apparentemente inconcepibili entro il perimetro della fisica standard. Ma tutt’e tre spiegabili se al posto di ‘semplici’ fotoni ci fossero particelle “Jekyll-Hyde” che oscillano da fotone ad ALP e viceversa. I ricercatori indicano infine che "per dare solidità a questa ipotesi, serviranno altre osservazioni, e saranno per questo di grande aiuto i nuovi osservatori astrofisici per alte energie – primi fra tutti CTA e l’italiano ASTRI – pronti a entrare in funzione nei prossimi anni". (di Andreana d'Aquino)

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Economia

Clima, Wwf: “Ridurre stress su barriere coralline ed...

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"Sbiancamento globale coralli minaccia mezzi sussistenza e sicurezza delle comunità costiere"

Clima, Wwf:

Il Wwf afferma che l'evento globale di sbiancamento dei coralli, annunciato questa settimana dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (Noaa) statunitense, "avrà gravi conseguenze negative per le comunità costiere e la salute degli oceani. L'evento globale di sbiancamento dei coralli significa che ampie fasce di barriere coralline tropicali nei tre maggiori bacini oceanici - Atlantico, Pacifico e Indiano - sono sottoposte a uno stress estremo. Uno stress sufficientemente grave o prolungato può causare la mortalità dei coralli. Questo evento - il secondo in 10 anni e il quarto in assoluto - è stato innescato dalle temperature oceaniche da record iniziate lo scorso anno. L'oceano assorbe il 90% del calore in eccesso causato dalla combustione dei combustibili fossili". A suonare il campanello d'allarme è l'associazione ambientalista.

"Se abbiamo bisogno di un caso specifico, visivo e contemporaneo di ciò che è in gioco con ogni frazione di grado di riscaldamento, questo è il caso. L'entità e la gravità dello sbiancamento di massa dei coralli è una chiara prova dei danni che il cambiamento climatico sta provocando in questo momento. Dobbiamo agire con urgenza per smettere di bruciare combustibili fossili o perderemo le barriere coralline in tutto il mondo, con conseguenze devastanti per la biodiversità", afferma Pepe Clarke, responsabile globale Oceani del Wwf.

Circa 850 milioni di persone in tutto il mondo dipendono dalle barriere coralline per il cibo, il lavoro e la protezione delle coste dalle tempeste. Inoltre, forniscono l'habitat a più del 25% di tutte le specie marine. La metà di tutte le barriere coralline tropicali è scomparsa nell'ultimo secolo; siamo destinati a perderne fino al 90% entro il 2050 e tutte le barriere coralline entro la fine del secolo. Una barriera corallina sbiancata non è morta, ma è gravemente stressata. Quando sono esposti a un calore prolungato - a volte con una differenza di pochi gradi - i coralli espellono le alghe benefiche che ospitano. Questo li priva del colore e delle sostanze nutritive. I coralli sbiancati possono riprendersi, ma è necessario ridurre altre fonti di stress, come la pesca eccessiva e il deflusso di inquinanti dalla terraferma. Soprattutto, le barriere coralline hanno bisogno che le temperature degli oceani si abbassino. "La crisi dei coralli è una crisi climatica e il modo più importante per affrontare le ondate di calore marine è smettere di bruciare combustibili fossili", aggiunge Clarke.

Molte comunità costiere hanno fatto poco per contribuire al cambiamento climatico, ma sono vulnerabili agli effetti. "Abbiamo sperimentato lo sbiancamento di massa dei coralli nel 2010, poi nel 2016 e quest'anno. Quest'anno è stato peggiore, perché lo sbiancamento dei coralli non riguarda solo i loro ecosistemi, ma anche le nostre strutture di restauro. Le strutture di restauro sono uno dei nostri sforzi di conservazione attivi per far rivivere le barriere coralline, fornendo una casa per i pesci della barriera e un'attrazione turistica legata al nostro reddito locale. Spero davvero che lo sbiancamento non faccia morire i coralli, se così fosse il nostro sforzo di conservazione attiva", afferma Nyoman Sugiarta, responsabile del gruppo di monitoraggio della comunità dell'Area Marina Localmente Gestita di Bondalem e istruttore subacqueo del villaggio di Bondalem, Bali, Indonesia.

"Alla luce di questo evento globale di sbiancamento dei coralli, è più importante che mai proteggere le barriere coralline specifiche che hanno dimostrato una certa resilienza alle ondate di calore marino e che possono aiutare in futuro a riseminare le barriere coralline danneggiate. Dobbiamo concentrarci sulla limitazione delle pressioni dovute al sovrasfruttamento, all'inquinamento e all'eccessivo sviluppo su queste barriere resilienti per consentirne la sopravvivenza in un clima che cambia", afferma Carol Phua, responsabile dell'iniziativa Coral Reef Rescue.

Anche la Grande Barriera Corallina australiana, famosa in tutto il mondo e inserita nella lista dell'Unesco, è tra i siti colpiti. Sta vivendo il quinto evento di sbiancamento di massa dei coralli dal 2016. "Lo sbiancamento dei coralli che si sta verificando ora sulla Grande Barriera Corallina è il risultato dell'ondata di calore sottomarino globale iniziata lo scorso anno nell'emisfero settentrionale. Le barriere coralline in Florida e nei Caraibi sono state decimate a causa dello sbiancamento nel 2023. Il destino dei coralli della Grande barriera corallina è in bilico: è necessario un significativo raffreddamento della temperatura dell'acqua per evitare un esito simile a quello dell'emisfero settentrionale. Questo evento dimostra che nessuna barriera corallina è al sicuro dagli impatti del cambiamento climatico", sottolinea Richard Leck, responsabile Oceani del Wwf-Australia. Il Wwf invita i Paesi a prendere sul serio la mitigazione del clima. Ciò significa intensificare gli sforzi per ridurre le emissioni di gas a effetto serra, mettere in atto ulteriori protezioni intorno alle barriere coralline colpite mentre si riprendono (come limitare o interrompere la pesca) e ridurre le fonti di inquinamento terrestri che possono riversarsi sulle barriere coralline.

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Inaugurato a Shanghai palazzo firmato da archistar italiano...

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Un palazzo di 16 piani caratterizzato da una lunga rampa (1 km) in corten posizionata nella facciata ovest che costituisce un percorso di accesso ai vari piani

Marco Casamonti

Inaugurato stamani a Shanghai uno dei più importanti nuovi palazzi del centro finanziario della Cina firmato dallo studio fiorentino Archea dell’architetto di fama internazionale Marco Casamonti. Un palazzo di 16 piani caratterizzato da una lunga rampa (1 km) in corten posizionata nella facciata ovest che costituisce un percorso di accesso ai vari piani, mentre due rampe a ovest e sud-est conducono ai garage sotterranei.

Con queste caratteristiche è stato inaugurata la nuova sede dell’East China Electronic Power Design Institute, progettato dallo studio fiorentino di Archea Associati guidato da Casamonti, autore tra le altre cose del Viola Park, della cantina Antinori nel Chianti Fiorentino recentemente considerata la più bella del mondo, del nuovo stadio nazionale e della torre di Tirana, e che sta ultimando il Kiss bridge in Vietnam.

Il progetto mira a integrare le varie funzioni all’interno di un unico blocco in cui tutte le esigenze funzionali sono centralizzate, rendendo il progetto più economico ed efficiente. L’intervento ha voluto rispettare la scena esistente e rispondere alle caratteristiche del sito, tenendo conto del paesaggio urbano e dei requisiti di pianificazione generale. L’immobile si affaccia su due strade principali della città di Shanghai: Wuning Road a est e Zhongshan North Road (Inner Ring Elevated) a sud, posizione che gli conferisce il potenziale per diventare un punto di riferimento cittadino. Il progetto mantiene due ingressi su Wuning Road utilizzati uno come accesso principale e l’altro come entrata secondaria per il traffico veicolare e pedonale.

Elemento caratterizzante dell’intero edificio è una lunga rampa (1 km) in corten posizionata nella facciata ovest che costituisce un percorso di accesso ai vari piani, mentre due rampe a ovest e sud-est conducono ai garage sotterranei. L’ edificio si sviluppa su sedici livelli fuori terra per una superficie di 50.000 mq e due piani interrati di 25.000 mq per un totale di 75.000 metri quadrati. I primi piani ospitano molteplici funzioni: reception, sale riunioni, area espositiva, palestra, sala conferenze, archivio. I piani intermedi sono open space destinati ad aree di lavoro, mentre gli ultimi piani sono adibiti a uffici direzionali e sale riunioni. Il tetto, invece, ha funzione più ricreativa grazie alla presenza di un piccolo bar e di un giardino.

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Economia

Campari, nuova linea Aperol a Novi (Al), CEO Fantacchiotti...

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Campari Group inaugura a Novi Ligure (Al) la nuova linea di imbottigliamento di Aperol alla presenza del Ministro dell’Agricoltura Francesco Lollobrigida. “Si tratta di un investimento molto importante in quanto aggiunge circa 6 mila metri quadri agli attuali 60 mila metri esistenti a Novi Ligure – è il commento di Matteo Fantacchiotti, CEO Campari Group.

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