Fisica

Ecosistemi stabili e complessità: soluzione di un paradosso?

Di Sebastiano de Franciscis – Empiricamente si osserva che molti ecosistemi stabili nel tempo sono caratterizzati da una struttura complessa, ossia un gran numero di specie, ognuna delle quali con molte interazioni di tipo preda-predatore. Si pensi ad esempio alle foreste pluviali o alle barriere coralline. D’altra parte Il fisico teorico Robert May negli anni 70 ed 80 si interessa alla relazione tra complessità e stabilità nelle comunità ecologiche, con un modello che rappresenta un ecosistema generale come una rete alimentare (le cosiddette foodwebs) conclude che la stabilità di un ecosistema diminuisce all’aumentare del numero di specie e di interazioni.Recentemente uno studio condotto dal gruppo di fisica statistica dell’università di Granada (Spagna) ha individuato una nuova proprietà statistica delle reti ecologiche, facilmente misurabile, in cui si contempla allo stesso tempo grande numero di specie, complessitá e stabilitá: la coerenza trofica (“che riguarda la nutrizione”, derivato del greco τροϕή «nutrimento»). Questa è una misura di quanto ordinatamente le specie si collocano nella piramide alimentare in distinti livelli ben definiti e separati.Analizzando un database di quasi 50 reti alimentari reali, hanno trovato una forte correlazione tra la stabilità delle reti e la loro coerenza trofica, molto più evidente di quella presente tra complessità delle reti e stabilità, indicando una nuova via per la soluzione del paradosso di May.


Vantaggi e limiti delle moderne tecniche di microscopia ottica

Di Marco Grison e Leone Rossetti – L’utilizzo di animazioni per accompagnare lezioni, pubblicazioni e convegni sta diventando sempre più popolare tra gli scienziati che si occupano di Biologia Molecolare. Non abbiamo ancora modo di osservare direttamente il comportamento delle singole molecole, motivo per cui l’utilizzo della cosiddetta computer generated imagery aiuta la visualizzazione e quindi la comprensione dei processi molecolari su piccola scala. Questi affascinanti video non sono che una ricostruzione di ciò che avviene nelle nostre cellule nell’ordine del nanometro, ossia un miliardesimo di metro. Solo grazie alla combinazione di molteplici tecniche ed allo studio di centinaia di pubblicazioni è possibile accumulare le informazioni necessarie per creare animazioni di una tale accuratezza. In questo articolo introduciamo le problematiche tipiche della microscopia, spiegando poi quali sono i limiti intrinseci a ogni sistema ottico. Nella seconda parte dell’articolo ci addentriamo nei principi della microscopia a fluorescenza, requisito fondamentale per comprendere le scoperte alla base della superrisoluzione che hanno determinato l’assegnazione del Premio Nobel per la chimica 2014.


Da cosa nasce il bisogno di comunicare la scienza

Di Umberto M. Meotto – La diffusione continua di innovazioni, per mano delle moderne tecnologie, sta cambiando il mondo nel quale viviamo molto più rapidamente della capacità che abbiamo di adattarci come specie; questo conflitto “evolutivo” si traduce spesso in un’avversione nei confronti della scienza. E’ quindi necessario uno sforzo aggiuntivo da parte di chi possiede una determinata conoscenza affinché la renda fruibile da tutti, poiché un’arricchimento culturare della collettività è possibile solo se in precedenza vi è stata una condivisione del sapere.


Non solo il mare, anche la montagna ha le sue onde: origine della turbolenza atmosferica ad alta quota

Di Maria Vittoria Guarino – L’interazione tra masse d’aria in movimento e orografia innesca in atmosfera un movimento oscillatorio noto come onda di montagna (o orografica). La rottura delle onde di montagna è una delle cause della turbolenza atmosferica che gli aerei spesso incontrano ad alta quota. La difficoltà di prevedere il verificarsi di questo tipo di turbolenza e il fatto che essa si verifichi senza alcun indizio visivo (ragion per cui si parla di turbolenza in aria chiara) la rendono particolarmente insidiosa e pericolosa per la sicurezza in volo. Infatti, in condizioni atmosferiche favorevoli alla loro generazione e propagazione, le onde di montagna possono essere così forti da portare un aereo momentaneamente fuori controllo.


Quando l’impossibile diventa probabile: quanti e relatività nel telefonino

Di Umberto M. Meotto – Partendo da componenti specifici presenti nel telefonino si possono introdurre con facilità alcuni fenomeni fisici molto particolari, la cui spiegazione più semplice sfrutta metafore definite in alcuni casi paradossali. In questo articolo ne vengono mostrati tre molto sfruttati, anche se non tanto conosciuti dal grande pubblico: la relatività per il GPS, e la meccanica quantistica utilizzata per optoelettronica (LED e sensori d’immagine) e memorie flash.


Adroterapia: la nuova frontiera della radioterapia

Di Francesco Natale – La radioterapia convenzionale è ampiamente adoperata nel trattamento dei tumori ma presenta alcuni limiti, come l’impossibilità di risparmiare i tessuti sani. L’introduzione dell’adroterapia offre una soluzione a questo problema, aprendo la strada verso un nuovo modo di combattere il cancro.


Figura 1 - Precipitazioni previste per i prossimi giorni sull'Europa. Le mappe mostrate durante l'animazione sono il risultato di simulazioni numeriche eseguite dal centro meteorologico tedesco Deutscher Wetterdienst (DWd)

Come fanno a dire che domani piove? Modelli numerici: maneggiare con cautela

Di Maria Vittoria Guarino – La modellistica atmosferica è il settore della Meteorologia e Climatologia che si è maggiormente sviluppato negli ultimi anni soprattutto grazie all’impiego di modelli numerici. Questi consentono di studiare in maniera adeguata fenomeni complessi che si verificano in atmosfera e formulare previsioni, più o meno accurate, di possibili scenari futuri. Potenti tanto quanto pericolosi se non usati con buon senso, per questo i modelli numerici rappresentano il punto di partenza per affrontare alcune delle big challenges del futuro.