Il fisico prof. Bruni
Ancora un incontro fra l’Università “Roma 3” e la “Corrado Melone”, presso l’Aula Consiliare del Comune di Ladispoli: questa volta si è trattato del fisico professor Fabio Bruni. Appena giunti in Aula Consiliare, Bruni ci ha salutato e ringraziato per averlo invitato e subito ha precisato che non avrebbe svolto una lezione, ma lanciato un messaggio che doveva giungerci molto forte e chiaro ed il suo discorso è entrato nel cuore della sua professione.
Il fisico, ci ha detto il nostro ospite, è un po’ quello che risolve i problemi, ma questi problemi se li vuole andare a cercare. Un fisico assomiglia per certi versi a un ladro di macchine perché, mentre questo ruba le automobili, il fisico ruba i segreti alla natura. Il ladro però non racconta le sue malefatte, mentre il fisico va ai congressi e alle conferenze proprio per rivelare a tutti i segreti che ha rubato: le sue sfide raggiunte.
Il nostro ospite ci ha confessato che il suo amore per la fisica è nato in un modo molto curioso e casuale. Si era iscritto all’Università la Sapienza di Roma al corso di Laurea in Storia del Teatro, ma, dopo pochi mesi, aveva capito che questa facoltà non faceva per lui e si è trasferito a quella più vicina (senza troppa convinzione): quella di fisica, senza sapere che sarebbe diventata la sua professione. La passione si è poi confermata durante un suo viaggio nel deserto, quando ha visto un cespuglio, chiamato “pianta della risurrezione”, che era rinsecchito e marrone e rotolava nella polvere trasportato dal vento perché privo di radici. Si accorse però che quando incontrava l’acqua, questa pianta si apriva e fioriva, salvo poi ricominciare a essere trasportato dal vento finché non incontra nuovamente l’acqua che lo fa riaprire e quindi rivivere. Sembrava un miracolo dovuto all’acqua e così decise di fare dell’acqua l’obiettivo principale del suo studio.
Ciò di cui necessita un fisico, per svolgere il suo lavoro e portare a termine un obiettivo, è individuare e definire un problema, avere competenza, metodo, saper fare una stima, saper fare un modello e saper verificare. Secondo il nostro ospite, l’aspetto più importante tra questi elementi è certamente saper fare una stima, creare cioè un modello semplificato della realtà per riuscire a comprenderne la natura. Il campione in questo campo è stato sicuramente lo scienziato Enrico Fermi e perciò ci ha raccontato un aneddoto su di lui. Quando il governo americano decise di realizzare la bomba atomica, durante uno degli esperimenti, mentre si apprestavano a liberarne una, lui cominciò a tagliuzzare un foglio di carta e, al momento della esplosione, lanciò in aria i pezzetti e controllò poi a che distanza dalla sua mano erano caduti. In questo modo riuscì a fare un’ottima stima dell’energia che era stata liberata. Fermi amava affermare che la professione del ricercatore deve tornare alla tradizione di ricerca per l’amore di scoprire nuove verità, poiché in tutte le direzioni siamo circondati dall’ignoto e la vocazione dell’uomo di scienza è di spostare avanti le frontiere della nostra conoscenza in tutte le direzioni, non solo quelle che promettono più immediati compensi e applausi.
Spesso si è inoltre costretti a basarsi solo sui modelli, senza osservare direttamente l’oggetto dello studio. Ad esempio Ludwig Boltzmann aveva elaborato un modello per descrivere le proprietà di un gas, basato sul moto di atomi in una scatola. Mentre lo stava esponendo ai suoi colleghi, uno di essi si alzò e gli chiese se avesse mai visto effettivamente un atomo e lui non poté rispondere perché la cosa era impossibile per quei tempi (ed anche adesso non è per nulla facile). Il nostro scienziato, pochi giorni dopo, si suicidò, probabilmente proprio a causa di questa domanda alla quale non aveva potuto e saputo rispondere.
Parlando dei suoi studi specifici, il professor Bruni ci ha detto che l’acqua è l’elemento più strano che esiste in natura, il liquido più studiato (anche perché all’80% noi siamo fatti di acqua) e meno capito. Per descriverla, una slide riportava due frasi: “I contradict myself, I am large I contain multitude! (Mi contraddico? Certo che mi contraddico! Sono grande, contengo moltitudine!”) del poeta Walt Whitman e “Una, nessuna, centomila” titolo di una famosa opera di Pirandello, ma modificato al femminile. Le due frasi, ci ha detto, descrivono sufficientemente l’acqua perché essa è una sola, ma allo stesso tempo non è nessuna perché è misteriosa e strana, ma ha anche centomila aspetti diversi! Si possono identificare ben 60 anomalie di questo stravagante liquido, e lui ce ne ha citata una, molto importante: l’acqua, al contrario di tutti gli altri liquidi, quando si raffredda si espande: proprio per questo motivo il ghiaccio galleggia sull’acqua. Queste stranezze nel suo comportamento sono dovute ad un particolare legame tra le molecole d’acqua: the hydrogen bond (il che ha permesso al professore di giocare con il famoso personaggio interpretato da Sean Connery: James Bond). Una molecola d’acqua è formata da tre atomi, uno di ossigeno e due di idrogeno; ogni molecola d’acqua può formare 4 legami idrogeno con altre molecole d’acqua vicine. Il singolo legame idrogeno è debole e “ballerino”, ed il professore ha improvvisato i passi di questa freneticissima danza molecolare. Questi legami formano una rete la quale, anche se debole, nel suo insieme raggiunge una inaspettata coesione. Ad esempio, se con mano estremamente ferma si appoggia una spilla sull’acqua, questa galleggia e non affonda (però se all’acqua si aggiunge il sapone che rompe questa rete, l’oggetto affonda immediatamente).
Guardando il diagramma di fase dell’acqua (simile ad una cartina geografica con linee di confine tra i vari stati), l’unica differenza che c’è tra l’acqua e gli altri liquidi è che la linea di confine tra lo stato liquido e solido, ha una diversa pendenza. In questo diagramma, come in quello di altre sostanze, si può identificare il “punto critico”, un punto che si trova dove termina una linea di confine fra due stati (ad esempio liquido e solido). In queste situazioni accadono cose strane. Ad esempio, portando l’anidride carbonica oltre il suo punto critico, questa permette di estrarre da un chicco di caffè la caffeina in esso contenuta. Se si riuscisse a fare una cosa simile con l’acqua, si potrebbe, per esempio, ripulire una discarica separando la plastica o il metallo dagli altri materiali e molte altre azioni sfruttabili per l’uomo ed il suo benessere. Il problema è che l’acqua “sopracritica” corrode anche il contenitore che la contiene. Per risolvere questo problema bisognerebbe trovare dei materiali che resistano, ma questo è molto complicato. Sarà nostro compito, ci ha detto, cercare di risolvere questo problema quando diventeremo grandi!
Alla fine il messaggio che voleva farci giungere è arrivato dritto nei nostri cuori e cioè che l’acqua è un elemento fondamentale che deve continuamente essere studiato. Anche se non si riuscirà in futuro a capire queste anomalie, il cercare di comprenderle ci permetterà comunque di avanzare con importanti scoperte nell’ambito della biologia e la mente umana si sarà ancora di più arricchita.
È stato un incontro veramente molto interessante attraverso il quale abbiamo imparato molte cose sull’acqua, l’elemento fondamentale della nostra vita che ci permette di vivere. La fisica è una materia così affascinante perché riesce a dare le risposte a molti dei nostri interrogativi ed il nostro ospite è stato eccezionale nel guidarci attraverso questo mondo.
Grazie al prof. Bruni e grazie alla mia scuola, sempre pronta ad offrirci intensi momenti di crescita!
Martina Simonini e Giorgia Gallozzi III M