martedì 18 giugno 2019

Cos'e' una teoria scientifica



Che cos'e' una teoria scientifica?

Scienza e Fisica Quantistica


Dal riduzionismo, all’epistemologia biiettiva per superare l’empasse del Modello Standard

Davide Fiscaletti - 17/06/2019

Come evidenzia il premio Nobel 1998 Robert Laughlin nel suo brillante libro Un universo diverso, la natura è regolata sia da principi essenziali, primari (che riguardano i costituenti elementari delle cose) sia da principi organizzativi (che riguardano strutture stabili e complesse composte da tali elementi). Nella storia della scienza esiste da sempre un conflitto tra due concezioni, vale a dire se siano le leggi microscopiche a determinare l’organizzazione, l’ordine che osserviamo nelle cose che ci circondano, oppure se invece vale il viceversa.

Da un punto di vista generale, possiamo dire che per gran parte dell’evoluzione del pensiero scientifico moderno ha prevalso un approccio riduzionistico, secondo cui i vari fenomeni diventerebbero via via più nitidi allorché vengono frazionati in parti e componenti sempre più piccole.

È fuori di dubbio il fatto che il riduzionismo abbia portato notevoli successi, in particolare nella fisica (pensiamo, per esempio, agli sviluppi della fisica atomica, della fisica nucleare, della fisica delle particelle elementari).

Tuttavia, è lecito chiedersi: esiste veramente un livello fondamentale dal quale si può spiegare tutto, usando il formalismo matematico a partire dalle interazioni fondamentali tra i costituenti elementari?

Il reame dei sistemi complessi

Va sottolineato che esistono tutta una serie di sistemi fisici – come i superfluidi e i superconduttori – i quali evidenziano chiaramente come le simmetrie che caratterizzano i costituenti elementari si possano rompere e la materia possa acquisire collettivamente e spontaneamente delle nuove proprietà che non sono presenti nelle sue regole fondamentali. In questi fenomeni il risultato è maggiore della somma degli addendi: nei superconduttori, per esempio, gli elettroni del materiale tendono a muoversi tutti assieme, sotto forma di coppie elettrone-elettrone, chiamate coppie di Cooper, come se fossero un’unica macroentità.

I sistemi in cui si verificano questi fatti costituiscono quella che viene anche chiamata la “terra di mezzo”, o reame, dei sistemi complessi la quale comprende molteplici scale di grandezza. In questo dominio rientrano in pratica tutti i fenomeni che stanno tra la fisica delle particelle e la cosmologia, e quindi per esempio anche gli organismi viventi, i sistemi cognitivi, i sistemi sociali.

Si tratta di un territorio caratterizzato dall’intreccio dei livelli e dall’emergenza di nuove forme organizzative, dove a partire dalle proprietà dei costituenti può essere impossibile dedurre i comportamenti globali del sistema. Nel suo recente illuminante libro Complessità. Un’introduzione semplice, Ignazio Licata sostiene che la terra di mezzo è il posto dove succedono le cose più interessanti per noi, in riferimento alla capacità di produrre conoscenza.

In questi fenomeni si osserva una pluralità di livelli e di comportamenti e questo necessita di ricorrere a più modelli, ciascuno dei quali ci permetterà di cogliere solo un aspetto parziale delle cose, di mettere a fuoco quanto emerge dagli obiettivi che ci si pone, mentre cambiando obiettivi cambiano i modelli.

I limiti riduzionisti del Modello Standard della fisica delle particelle

La nuova fisica sviluppatasi nel XX secolo, e segnatamente l’esplorazione del mondo atomico e subatomico, ha demolito le basi della visione del mondo, mostrando come in ambito quantistico le particelle subatomiche non hanno significato come entità isolate, ma possono essere comprese solo come interconnessioni tra vari processi di osservazione e misurazione.

Nonostante ciò, il Modello Standard della fisica delle particelle – la teoria fondamentale che, usando il linguaggio della teoria quantistica dei campi, descrive le proprietà delle particelle elementari della fisica e specifica il modo in cui interagiscono – sembra essere affetta da svariati limiti legati alla sua modalità “riduzionista” di approcciarsi alla realtà.

Il Modello Standard non sembra aver imparato la lezione riguardante l’esistenza e le proprietà del vuoto quantistico, quell’entità dinamica capace di esibire delle fluttuazioni di energia (descritte in termini di particelle virtuali) non direttamente osservabili, ma significative nello studio dei comportamenti dei sistemi fisici in quanto in grado di produrre su di essi effetti reali e osservabili...

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lunedì 17 giugno 2019

Che cosa sono i fotoni?




Che cosa sono i fotoni?

Scienza e Fisica Quantistica


Cosa sono i fotoni? Quali le caratteristiche particolari di queste interessanti particelle? Come si studiano?

Antonella Ravizza - 15/06/2019

La luce da sempre ha attratto la curiosità dell’uomo: di che cosa è fatta? Perché è così brillante? Il segreto sta nel fotone, una piccolissima particella di luce! Cerchiamo di scoprire insieme le principali caratteristiche di questa interessante particella elementare.
Quando aveva 16 anni, Albert Einstein sognò davanti ad uno specchio di cavalcare un raggio di luce. Il giovane sognatore intuì che non sarebbe riuscito a vedersi riflesso nello specchio, perché, stando sopra alla luce, si sarebbe mosso esattamente alla sua velocità; per potersi specchiare avrebbe dovuto superare la velocità della luce stessa. Qualche tempo dopo lo stesso Einstein, studente al Politecnico di Zurigo, si rese conto che la velocità della luce è una costante.

Cosa sono i fotoni?

Il termine fotone deriva dal greco e fu introdotto per la prima volta da Gilbert Lewis nel 1926. Il fotone si indica con la lettera greca γ ed è associato ad ogni radiazione elettromagnetica. Pur essendo un fenomeno ondulatorio, la radiazione elettromagnetica ha anche una natura quantizzata che le consente di essere descritta come un flusso di fotoni.

Il fotone è una particella che ha vita infinita: può essere creato e distrutto dall’interazione con altre particelle, ma non può decadere spontaneamente. Pur non avendo massa, è influenzato dalla gravità e possiede energia; nel vuoto si muove alla velocità della luce (c=300000 km/s circa), mentre nella materia si comporta in modo diverso e la sua velocità può scendere al di sotto di c. In effetti, quando interagisce con altre particelle acquisisce massa e non si muove più alla velocità della luce. Bohr ipotizzò che un atomo può emettere un’ onda elettromagnetica (o radiazione) solo quando un elettrone si trasferisce da un’orbita con energia maggiore (Ei) a un’ orbita con energia minore (Ef).

L’energia dell’onda elettromagnetica emessa è: E= Ei-Ef . Dal momento che sia Ei sia Ef possono assumere solo valori ben definiti, l’energia della radiazione elettromagnetica emessa dall’atomo non può avere qualsiasi valore, ma solo quantità discrete, dette quanti di energia: i fotoni. Quindi la materia è in grado di emettere o assorbire energia raggiante solo sotto forma di pacchetti energetici. Einstein calcolò l’energia associata ad ogni fotone e vide che era proporzionale alla frequenza dell’onda elettromagnetica.

Onda o particella? La doppia natura del fotone

Prima delle scoperte della prima metà del XX secolo, onde e particelle sembravano concetti opposti: un'onda riempie una regione di spazio, mentre un elettrone o uno ione hanno una locazione ben definita. Su scala atomica, in effetti, la distinzione diventa confusa: le onde hanno alcune proprietà delle particelle e viceversa.

Effettivamente il fotone mostra una duplice natura, sia corpuscolare, sia ondulatoria: a seconda della strumentazione usata per rilevarlo, si comporta come una particella, o si comporta come un’onda. L’esperimento dell’effetto fotoelettrico (quel fenomeno per cui si ha emissione di elettroni da parte di un corpo colpito da onde elettromagnetiche) suggerisce la natura corpuscolare della luce, mentre i fenomeni di diffrazione e di interferenza suggeriscono una natura ondulatoria.

Per valutare come la luce passi attraverso un telescopio, si calcola il suo moto come se la luce fosse un’onda. Però, quando la stessa onda cede la sua energia a un singolo atomo, risulta che essa si comporta come una particella. Indipendentemente dal fatto che un raggio di luce sia più brillante o debole, la sua energia viene trasmessa in quantità delle dimensioni di un atomo (il fotone) la cui energia dipende soltanto dalla lunghezza d'onda. Le osservazioni hanno mostrato che tale “dualità” onda-particella esiste anche in direzione opposta.

Un elettrone dovrebbe avere, in ogni istante, posizione e velocità ben definite; ma la fisica quantistica ci dice che una precisione in osservazioni di questo tipo non può essere ottenuta, e ci suggerisce che il moto può essere descritto come un'onda. Il dualismo onda-particella era considerato paradosso fino all’introduzione completa della meccanica quantistica, che descrisse in maniera unificata i due aspetti. La radiazione si comporta come un’onda quando si propaga nello spazio, mentre si comporta come particella quando interagisce con la materia.

Si introducono quindi nuove quantità e notazioni: un'onda elettromagnetica di lunghezza d'onda λ percorre una distanza di c metri ogni secondo. La sua frequenza ν, cioè il numero di oscillazioni in su e giù ogni secondo, si può ottenere dividendo c per la lunghezza d'onda: ν = c/ λ . Una legge fondamentale della fisica quantistica dice che l'energia E in joule di un fotone di frequenza ν è: E = hν, dove h = 6,624 10-34joule-sec è la "costante di Planck".

Luce solida e computer quantistici

Oggi si sa molto di più: i ricercatori dell’Università di Princeton sono riusciti a rallentare i fotoni e a creare una stranissima e nuova forma di luce: la luce solida! Hanno cioè creato un cristallo fatto non di atomi ma di fotoni, cioè di particelle che costituiscono la luce (fotoni congelati).

Hanno ottenuto un agglomerato di 100 miliardi di atomi di materiale superconduttore come fosse un atomo artificiale; nelle sue vicinanze hanno fatto passare un filo superconduttore contenente fotoni. La luce ha potuto, così, “solidificarsi”, cambiando natura con un processo che è stato paragonato a una transizione di fase, cioè simile a quando un gas si condensa per diventare liquido o solido.

Lo scopo finale dei ricercatori è la realizzazione di un computer quantistico capace di effettuare calcoli molto più complessi di quelli che risolvono i computer tradizionali. Chissà, magari tra qualche anno, un altro giovane sognatore potrà effettivamente cavalcare un cristallo di luce solida e rendere realtà il sogno del piccolo “grande” Einstein!

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venerdì 14 giugno 2019

Che cos'e' la Microimmunoterapia



Che cos'e' la Microimmunoterapia?

Curarsi con l'Omeopatia

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La Microimmunoterapia è una terapia immunitaria simil-omeopatica, basata sull’utilizzo di sostanze immunoregolatrici scoperte negli ultimi decenni (interferoni, interleuchine, citochine) in dosaggi analoghi a quelli omeopatici ed è utile per rafforzare il sistema immunitario

Fiamma Ferraro - 13/06/2019

La microimmunoterapia (MIT) ha come obiettivo l’ottimizzazione, con rimedi in dosi microscopiche, del nostro sistema immunitario, e di conseguenza la cura dei problemi di salute – acuti e cronici, fisici e psichici – causati da un suo funzionamento difettoso e disregolato.

La Microimmunoterapia è una terapia immunitaria simil-omeopatica, basata sull’utilizzo di sostanze immunoregolatrici scoperte negli ultimi decenni (interferoni, interleuchine, citochine) in dosaggi analoghi a quelli omeopatici (anche se non in diluizioni così elevate come quelle proprie di molti rimedi omeopatici). Queste sostanze immunoregolatrici sono naturalmente presenti nel corpo umano e svolgono i loro effetti in quantità infinitesimali. Basterebbe questo fatto per dimostrare l’infondatezza delle argomentazioni di coloro che criticano l’omeopatia, sostenendo che non è possibile che delle sostanze introdotte nel corpo in quantità pressoché inesistente producano degli effetti. Questo infatti è proprio quanto avviene naturalmente nel corpo umano, in cui alcuni immunoregolatori svolgono il loro compito pur essendo presenti in quantità infinitesimali.

La Microimmunoterapia non fa altro che copiare quanto avviene normalmente in presenza di un sistema immunitario ben funzionante, regolando quei casi in cui il sistema immunitario presenta delle disfunzioni, nel senso di un’attività troppo acuta o troppo debole. 

MIT e omeopatia classica: quali differenze?

Come già sottolineato la MIT è una terapia diretta a ottimizzare il sistema immunitario attenuandolo quando è iperattivo, provoca allergie e problemi di autoimmunità, e stimolandolo/ rinforzandolo quando invece non è abbastanza attivo e non reagisce sufficientemente contro virus, batteri, cellule anomale e altre sostanze nocive. Per ottenere questo effetto la MIT ricorre alle moderne sostanze immunoregolatrici utilizzate anche nell’immunoterapia convenzionale, prescrivendole tuttavia in dosaggi “microscopici”, ottenuti tramite i processi di diluizione e dinamizzazione propri dell’omeopatia, ma non uguali a quelli dell’omeopatia “classica” di cui la MIT è considerata come una diversa, moderna evoluzione.

Mentre infatti l’omeopatia Hahnemanniana è basata sul principio “similia similibus curantur”, il principio proprio della MIT è quello di similitudine biologica: l’organo sano, somministrato in diluizioni diverse a seconda dei casi, cura l’analogo organo malato.

Un’altra differenza tra la medicina omeopatica classica e la MIT è che per arrivare a scoprire quale sia il preparato più adatto nei vari casi individuali, l’omeopatia procede soprattutto tramite l’osservazione e interrogazione del paziente, mentre la MIT utilizza soprattutto indagini di laboratorio e complessi test diagnostici propri anche della medicina “convenzionale”, tra cui la tipizzazione linfocitaria e lo studio sierologico dei titoli anticorpali, al fine di verificare l’adeguatezza del sistema immunitario, un eventuale stato di riattivazione virale e altro. Quanto all’entità della diluizione dei rimedi da somministrare, la MIT applica il principio Arndt-Schultz (approfondito dagli scienziati Rudolf Arndt ed Hugo Schultz) in base al quale ogni stimolo esercitato sulle cellule viventi da farmaci, elettromagnetismo o altro, provoca un’attività inversamente proporzionale all’intensità dello stimolo: stimoli deboli rinforzano mentre stimoli forti indeboliscono.

Pertanto anche i rimedi della MIT, quando si vuole stimolare o rinforzare l’attività di un sistema immunitario che non sta esercitando un’azione abbastanza energica per difenderci da virus, batteri e altro, vengono somministrati in diluizioni che contengono la sostanza terapeutica in quantità infinitesimale, mentre quando si vuole attenuare un’azione troppo energica del sistema immunitario (attività che provoca allergie e malattie autoimmuni) si impiegano diluizioni che contengono il rimedio in quantità più consistente.

In sostanza è necessario, in ogni singolo caso, accertare quali siano i prodotti contenenti le diluizioni più adatte per modulare in modo ottimale l’attività del sistema immunitario.

I rimedi della MIT vengono somministrati in sequenze precise, in modalità sub-linguale, (tramite la mucosa del cavo orale le sostanze vengono efficacemente assorbite dal sistema linfatico). La MIT è compatibile con la maggior parte delle altre terapie; non è compatibile con interferoni o trattamenti immunosoppressivi che prevedano l’uso di cortisonici, ciclosporina o azatioprina.

Di norma, quando si inizia una MIT occorre rivolgersi a un medico esperto in questa materia e portare a termine l’assunzione dei rimedi per i tempi indicati. È inoltre bene proseguire, finché necessario, anche le terapie convenzionali eventualmente in corso...

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