venerdì 8 giugno 2012

Piezonucleare, piezoelettrico, e i Simpsons

Il piezonucleare è giunto recentemente alla ribalta delle cronache scientifiche a seguito delle forti critiche mosse da tutto l'ambiente scientifico ai suoi proponenti. 

Il fenomeno della piezoelettricità, dal greco piezein  (πιέζειν - premere), consiste nella generazione di cariche elettriche quando si comprime un cristallo. Applicando pressione od un colpo secco  questi materiali si polarizzano elettricamente ed è possibile generare una scarica elettrica come negli accendigas piezoelettrici, che operano senza batterie. 

Una possibile centrale piezonucleare
da "I Simpsons" st4.ep17
(la citazione è di scientificast.it)
Il piezonucleare vorrebbe generare reazioni    nucleari   a partire da vibrazioni ultrasoniche o generando urti nei materiali che - a detta degli autori - subiscono fissione.

 Esiste pochissima letteratura al riguardo: un articolo del 2009 in cui  gli autori dichiarano di aver osservato solo l'emissione di neutroni e dunque di essere in presenza di un nuovo tipo di reazione nucleare. 

A questo articolo seguirono due secche smentite  qui e qui (questo è il link di un articolo completo in forma di preprint), che misero in evidenza vari errori sperimentali, procedurali e di concetto dell'analisi dei dati, Inoltre il primo gruppo fa notare come "extraordinary claims require extraordinary evidence" e che l'ipotesi di una  nuova forma di reazione nucleare va contro tutti gli studi effettuati nel cento anni a partire dai tempi di Madame Curie (la quale aveva anche investigato la possibilità di realizzare reazioni nucleari dagli urti  non trovando nulla).

Nel 2010 un altro gruppo ripete gli esperimenti e non osserva niente.

Nel 2011 viene pubblicato un altro articolo (Strain 47 (Suppl. 2), 282 (2011)) in cui si ribadisce la presenza di reazioni nucleari a partire da colpi di frattura. Anche questo articolo viene smentito in un recente preprint, in cui si mostra - con solo carta, forbici e colla - che i dati sono fortemente correlati nell'ultima cifra, quella meno significativa e dunque quella che dovrebbe avere una distribuzione casuale. La forte correlazione è indice di dati alterati erroneamente (nel migliore dei casi) o volutamente.

Le evidenze sperimentali sono quindi tutte a sfavore del piezonucleare. Tra l'altro basterebbe ricordare che urti e onde sonore  altro non sono che vibrazioni del reticolo cristallino e della struttura atomica dei corpi e sono migliaia se non milioni  di volte meno intense di quelle necessarie per raggiungere il nucleo ed eventualmente strappargli un neutrone. 

Come se non bastasse la spiegazione che gli autori danno di questo "nuovo fenomeno" è basata su fantomatiche generalizzazioni della relatività generale di Einstein, studi a loro volta con pessimi commenti da parte  di tutti i fisici teorici che si sono presi la briga di leggere gli articoli. 

Anche in questo caso scale ed energie in gioco sono completamente diverse, questa volta di milioni di miliardi di volte: la relatività generale entra in gioco su scale di ammassi di galassie ed è debolissima su scale locali e nucleari. Perché sia così è uno dei più grandi misteri della fisica moderna, come pure il fatto che non è possibile al momento mettere insieme meccanica quantistica, che governa le reazioni nucleari, e relatività generale, che funziona su scale di ammassi di galassie o su tutto l'universo.  I migliori fisici teorici di tutto il mondo stanno lavorando seguendo strade diverse (le superstringhe, la gravità quantistica...) ma sono ben  lungi dall'aver trovato una soluzione come quella trionfalmente annunciate nei lavori citati

In conclusione: 1) Nessuno  è riuscito a riprodurre il fenomeno del piezonucleare ed anzi i test hanno dimostrato l'assenza di questo effetto.
2) Le teorie propugnate non sembrano avere alcun senso e non spiegare il fenomeno (assente).

Sono stati fatti vari paragoni con la fusione fredda (FF). Qui siamo più vicini all'astrologia, alla macumba o alla centrale a martelli dei Simpsons che alla FF. Per quanto contestati i risultati sperimentali della FF, almeno i ricercatori che lavorano in quel campo si muovono (chi più chi meno) nell'ambito del processo scientifico tentando  di riprodurre il fenomeno in maniera sistematica (anche se altrettanto non si può dire delle applicazioni tecnologiche).

Un bel riassunto della vicenda con una richiesta di chiarimento agli autori si trova qui, Un vivace dibattito prima che scoppiasse  il "caso" è riportato qui. Un'altra descrizione molto precisa è invece a questo indirizzo (segnalato da pierop nei commenti). Se siete interessati ai retroscena politici e di gestione degli enti di ricerca (ma è in prima battuta un  problema scientifico) ne hanno parlato il fatto, il sole 24 ore, e wired tanto per citarne alcuni.
Su youtube sono presenti anche vari video di presentazioni dei risultati del piezonucleare da parte degli autori.

Se poi siete interessati a firmare un appello al MIUR  (come ha fatto il sottoscrtto) andate qui.
[edit 10-6-2012] qui c'è una mia intervista sul bel podcast di scientificast.it
[edit 11-6-2012] qui una risposta di Carpinteri, che però non aggiunge informazioni sulla riproducibilità degli esperimenti o nuovi dati. 
[edit 15-6-2016] qui c'è un articolo su Nature (Italian scientists win battle to halt controversial research)
 che riporta la risposta del ministro.