25 febbraio 2012

I Love Dippy. Il National History Museum si rinnova. E chiede aiuto a tutti.

Diplodocus Una nuova casa per Dippy. Con questo slogan la direzione del National History Museum di Londra ha lanciato la campagna di raccolta fondi per rinnovare la Central Hall, il cuore del museo, meta di 5 milioni di visitatori all'anno. Servono otto milioni e mezzo di sterline (ora siamo a metà: £4,185,673) per rifare tutto per bene.
L'apppello: I Love Dippy appeal. Il forum: Nature Plus community. Il progetto Our vision for Central Hall. La guida online su oltre 300 dinosauri: The Dino directory. Donazioni: Donate now. Altre forme di sostegno: Support us.
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24 febbraio 2012

Luce al posto dell'elettricità: il primo circuito "Metatronico".

metatronic Nei laboratori dell'Università della Pennsylvania nasce il primo circuito in cui all'elettricità è stata sostituita la luce. Nader Engheta, docente di elettronica alla Penn's School of Engineering and Applied Science, ci prova dal 2005, quando con alcuni studenti pubblicò un articolo che conteneva la tracce concettuali di questa interessante innovazione, denominata Metactronics.
Experimental realization of optical lumped nanocircuits at infrared wavelengths Nature Materials 11, 208–212 (2012) Published online 29 January 2012
Yong Sun, Brian Edwards, Andrea Alù and Nader Engheta
Abstract
The integration of radiofrequency electronic methodologies on micro- as well as nanoscale platforms is crucial for information processing and data-storage technologie. In electronics, radiofrequency signals are controlled and manipulated by ‘lumped’ circuit elements, such as resistors, inductors and capacitors. In earlier work, we theoretically proposed that optical nanostructures, when properly designed and judiciously arranged, could behave as nanoscale lumped circuit elements—but at optical frequencies. Here, for the first time we experimentally demonstrate a two-dimensional optical nanocircuit at mid-infrared wavelengths. With the guidance of circuit theory, we design and fabricate arrays of Si3N4 nanorods with specific deep subwavelength cross-sections, quantitatively evaluate their equivalent impedance as lumped circuit elements in the mid-infrared regime, and by Fourier transform infrared spectroscopy show that these nanostructures can indeed function as two-dimensional optical lumped circuit elements. We further show that the connections among nanocircuit elements, in particular whether they are in series or in parallel combination, can be controlled by the polarization of impinging optical signals, realizing the notion of ‘stereo-circuitry’ in metatronics—metamaterials-inspired optical circuitry.

[Figure: Overall sketch of the cross-section of a typical nanorod array, suspended over a (600 μm×600 μm) window etched in a silicon substrate by KOH]

23 febbraio 2012

Chi ha inventato la parola Dinosauro? Sir Richard Owen, primo direttore del Natural History Museum

Il nome Dinosauria fu introdotto per indicare il superordine "Dinosauria" dal biologo Richard Owen nel 1842. Il termine mette insieme le parole greche deinos ("terribilmente grande") e sauros ("rettile"). Il nome fu scelto da Owen per esprimere il rispetto che quei resti incutono.
Sir Richard Owen (20 July 1804 – 18 December 1892) fu, nel 1856, il primo sovrintendente delle sezioni di storia naturale del British Museum e lavorò da subito alla creazione di un nuovo museo di storia naturale natural che riuscì a inaugurare nel 1881. Oggi è ricordato per essere stato il primo direttore del Natural History Museum e per averlo reso un museo "per tutti". Per la struttura del museo Owen pensò di realizzare una "cattedrale della natura" e lo fece disegnare dall'architetto Alfred Waterhouse (1830-1905).

22 febbraio 2012

Physarium Polycephalum: la muffa che cerca il cammino più breve. Studio presentato al convegno internazionale Symposium on discrete algorithms, Kyoto.

Physarium polycephalum C'è una muffa che ragiona come Internet. La Physarum Polycephalum, una muffa mucillaginosa che si nutre di spore e batteri, è in grado di trovare il cammino più corto in un labirinto, come accade all'interno della rete Internet. Vincenzo Bonifaci, dell’Istituto di analisi dei sistemi e informatica "Antonio Ruberti" del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma (Iasi-Cnr) ha sviluppato un’analisi matematica in base alla quale il "ragionamento" della Physarum Polycephalum è riconducibile a un "algoritmo naturale", frutto di un’evoluzione durata milioni di anni. Lo studio, svolto in collaborazione con ricercatori del Max Planck Institute for Informatics tedesco, offre nuovi strumenti per la comprensione di fenomeni biologici complessi e la loro eventuale applicazione nelle infrastrutture tecnologiche sofisticate.
«In questi esperimenti dell’università giapponese dell'Hokkaidō - ha spiegato Bonifaci - la muffa è stata distribuita uniformemente sopra un labirinto dove sono stati collocati due fiocchi di avena, cibo di cui la muffa è ghiotta. Con il passare delle ore la muffa si ritrae dai percorsi che non portano al cibo, concentrando la massa su quello più corto. Il nostro studio ha analizzato matematicamente il meccanismo biologico che conduce la muffa a riconfigurarsi nel cammino più breve: ogni "capillare" della Physarum si espande o si contrae a seconda del maggiore o minore flusso di sostanze nutritive, secondo precise equazioni identificate dai biologi. A sua volta, la maggiore o minore dilatazione del condotto comporta una variazione del flusso attraverso di esso, dando luogo a un processo dinamico.»
Lo studio, presentato al convegno internazionale "Symposium on discrete algorithms" di Kyoto, evidenzia che «il meccanismo di regolazione dei "capillari" - sottolinea Bonifaci - è una conseguenza indipendente dalla complessità del labirinto sottostante. Si potrebbe dire che l'evoluzione, in milioni di anni, ha messo a punto la regolazione dei capillari della Physarum in modo tale da ottenere l'algoritmo giusto per il problema del cammino più breve.»
Questo tipo di ricerche ha due finalità. «La prima è comprendere i meccanismi alla base del comportamento intelligente degli organismi più semplici: senza questo primo passo non si può sperare di afferrare i medesimi meccanismi negli organismi più evoluti e complessi come gli animali o l'uomo. La seconda finalità è trovare approcci alternativi e potenzialmente fruttuosi per l’ottimizzazione di reti, per esempio il progetto di una rete di connettività a basso costo, ma anche per migliorare i metodi di instradamento del traffico Internet e per provare nuovi approcci applicativi nel settore dei trasporti e delle telecomunicazioni.»
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 22 febbraio 2012
Fonte: ufficio stampa CNR

Physarum Can Compute Shortest Paths
Vincenzo Bonifaci, Kurt Mehlhorn, Girish Varma (SODA 2012)
Abstract
Physarum Polycephalum is a slime mold that is apparently able to solve shortest path problems. A mathematical model has been proposed by biologists to describe the feedback mechanism used by the slime mold to adapt its tubular channels while foraging two food sources s0 and s1. We prove that, under this model, the mass of the mold will eventually converge to the shortest s0 - s1 path of the network that the mold lies on, independently of the structure of the network or of the initial mass distribution.
This matches the experimental observations by the biologists and can be seen as an example of a "natural algorithm", that is, an algorithm developed by evolution over millions of years.

Video

21 febbraio 2012

C'è scienza in cucina? Risponde Dario Bressanini, in esclusiva per Linguaggio Macchina.

Bressanini Dario Bressanini fa il ricercatore e insegna al dipartimento di Scienze chimiche e ambientali dell’Università dell'Insubria a Como. Le basi scientifiche per occuparsi con criterio degli alimenti ci sono tutte. Per questo la sua rubrica per il mensile Le Scienze, “Pentole e provette”, e il suo blog "Scienza in Cucina", sono modelli di serietà.
Bressanini, come spiega nell'intervista (in esclusiva per Linguaggio Macchina) dedica una cura meticolosa, scientifica, alla stesura dei suoi interventi. Con le opportune citazioni. E non scrive di un alimento se non l'ha prima cucinato e assaggiato.
Mi riconosco nelle sue parole quando descrive l'importanza di verificare le fonti. E quando spiega che riesce a curare il blog "dalle 22 alle 24, quando i ragazzi sono a dormire".

"Are There Fundamental Laws of Cooking?" titolava Wired il 19 gennaio 2012. 
E io rilancio la domanda a te: esistono le Leggi Fondamentali della Cucina?
Scienza in Cucina
«Sì, senza dubbio. Che piaccia o meno ogni volta che cuciniamo stiamo facendo avvenire delle reazioni chimiche nelle nostre padelle, formando nuove molecole, creando nuove aggregazioni della materia. In cucina sicuramente la Legge Fondamentale è "Conosci e tieni sotto controllo la temperatura". Ormai è stato finalmente accettato anche dai cuochi che un controllo entro pochi gradi Celsius della cottura di vari alimenti è fondamentale. Cuocere un roastbeef fino a che internamente raggiunge i 55 gradi o i 60 gradi fa una enorme differenza. In alcuni casi le ricette richiedono il rispetto esatto delle temperature, altre volte ci si può permettere di "sgarrare" un po', ma in una cucina moderna, anche casalinga, non dovrebbe mai mancare un termometro digitale. Oltre alla temperatura vi sono altre "leggi fondamentali" che però sono più difficili da applicare a livello casalingo: ad esempio un controllo rigoroso del pH, dell'acidita'. Questo è importante ad esempio quando cerchiamo di innescare la reazione di Maillard (la ormai famosa reazione che produce "gusto" in padella), sia per la carne che per altri alimenti come verdure o latte. Che la scienza avesse molto da dire su come cuciniamo era già noto agli scienziati da tempo. Pensa che la cottura a basse temperature, oggi così in voga tra i ristoranti di alto livello, risale ad almeno 200 anni fa e ad inventarla è stato uno scienziato. Solo che non venne ascoltato: la cucina è uno degli ambienti più conservatori e diffidenti dei cambiamenti che mi sia mai capitato di conoscere. Ora le cose stanno, lentamente, cambiando, ma basta vedere le polemiche ridicole scatenate da Striscia la Notizia contro la “cucina molecolare” per capire che il cammino sarà lungo.»

Cosa significa gestire un blog come Scienza in Cucina? Quanto tempo dedichi ai tuoi post e a rispondere ai commenti?
«Scienza in Cucina è nato come estensione online degli articoli che appaiono mensilmente sulla rivista Le Scienze nella rubrica "Pentole e Provette".
La "gestione" del blog non è particolarmente gravosa in termini di tempo: dopo tutto pubblico solo 3 o 4 articoli al mese, a volte anche meno. Sono i lettori che "tengono vivo" il blog con i loro commenti e discussioni, spesso andando a recuperare articoli vecchi di anni ma che per qualche motivo ritornano di attualità. Cerco di leggere tutti i commenti, se non altro per eliminare l'onnipresente spam. Quello che richiede tempo è la parte di raccolta e lettura degli articoli scientifici prima della stesura del pezzo. Sin dall’inizio della mia piccola “carriera editoriale”, ho cercato di usare nella scrittura di un articolo divulgativo lo stesso metodo che si richiede per un normale articolo scientifico: una puntigliosa e accurata citazione di tutte le fonti. Questo aspetto è quello che, a mio parere, maggiormente distingue il mio blog da molti altri nel panorama italiano: documento le cose che dico, e le fonti devono essere affidabili. Dopotutto è un blog di una rivista scientifica, mica l’Huffington Post (dove a volte si leggono delle stupidaggini immani in campo scientifico).
Normalmente lavoro così: decido di che cosa voglio occuparmi nei due o tre mesi successivi e comincio a raccogliere gli articoli. Solitamente vado direttamente alla fonte, alla letteratura primaria pubblicata sulle riviste scientifiche. A volte la mole di cose da leggere è enorme e riesco a smaltirla solo dopo vari mesi (dopo tutto questo non è il mio lavoro principale :)) Altre volte l'argomento è più breve, ma mediamente per scrivere l'articolo che andrà sulla rivista ci metto 2-3 settimane. Nei primi anni della collaborazione con Le Scienze cercavo di sviscerare al massimo gli argomenti, ma avendo solo 3800 battute a disposizione alla fine della stesura dovevo cesellare il pezzo per farcelo stare nello spazio assegnato, e un sacco di materiale interessante rimaneva fuori. Ad un certo punto il Direttore (all'epoca Vice Direttore) Marco Cattaneo mi chiese se mi sarebbe piaciuto tenere un blog presso Le Scienze, così avrei potuto riversare tutto il materiale che non ci stava nell'articolo cartaceo. Così avrei potuto anche corredare i miei articoli con le foto degli esperimenti "casalinghi". L'accordo era che, oltre al pezzo mensile di scienza in cucina, avrei potuto parlare di quello che volevo, e infatti in questi anni ho parlato di OGM, di omeopatia, di agricoltura, di chimica, di cattiva scienza e così via.
Tornando al processo di scrittura dell'articolo principale del mese, dopo aver letto tutti gli articoli recuperati (o pezzi di libri grazie a Google Books, sempre benedetto!) comincio la stesura vera e propria dell'articolo. Solitamente lo faccio dalle 22 alle 24, quando i ragazzi sono a dormire, torna la quiete in casa e mi approprio del tavolo e della cucina. Nell'articolo scrivo tutto quello che penso debba entrarci senza curarmi dei limiti di spazio. Cerco, per facilitare il compito, di strutturarlo in sottocapitoli più o meno indipendenti. Ad esempio scrivendo del cioccolato ho prima parlato della sua storia, poi della sua produzione industriale, poi della chimica etc.
Una volta finito il pezzo ne faccio una versione più breve che finirà sulla rivista. La versione più lunga, eventualmente arricchita da fotografie, finirà sul blog, magari a puntate se la carne al fuoco è troppa. A volte gli articoli sul blog hanno una gestazione che dura anni: mi intestardisco fino a quando un esperimento non mi viene. È accaduto con il sale di Maldon, del normale cloruro di sodio ma cristallizzato nella inusuale forma a piramide cava. Ci ho messo un anno prima di trovare le condizioni adatte per una produzione casalinga, e solo dopo aver fatto le foto ho pubblicato online il risultato: normalmente non parlo di un esperimento o di una ricetta senza averla provata a casa.
Negli ultimi tempi, visto che il materiale accumulato è sterminato, ho “disaccoppiato” il blog e la rivista: gli articoli di tipo più gastronomico vanno sulla rivista, ma non è detto che finiscano sul blog, o almeno non immediatamente. Mentre argomenti troppo complessi per essere ridotti a 3800 battute, o troppo specialistici, legati all’attualità, oppure che necessitano di un grande apparato fotografico, finiscono sul blog.»

Parlaci dei tuoi libri, in particolare Pane e bugie. I pregiudizi gli interessi i miti le paure. Che tipo di reazioni ha suscitato?
«Il libro è stato un successo inaspettato, con sette ristampe, e continua ad essere venduto. Inaspettato sia per me che per l’editore Chiarelettere. Era il mio terzo libro ad essere scritto ma il secondo ad essere pubblicato. Il primo libro che ho scritto è stato quello sui giochi matematici (una mia grande passione) di Luca Pacioli (I giochi matematici di fra' Luca Pacioli. Trucchi, enigmi e passatempi di fine Quattrocento Edizioni Dedalo 2011) nato per caso da una collaborazione con una mia amica filologa esperta di manoscritti medievali di matematica. Finito il libro abbiamo bussato alla porta di varie case editrici ma nel caso migliore ci dicevano che non erano interessate, nel caso peggiore non rispondevano neppure (eravamo due perfetti sconosciuti dopo tutto). Dopo qualche anno di tentativi infruttuosi abbiamo messo da parte il progetto e ci siamo dedicati entrambi ad altro. Poi ho iniziato ad avere un po’ di notorietà con il blog e qualche editore ha cominciato a cercarmi per farmi qualche proposta: quasi contemporaneamente mi hanno chiamato Zanichelli e Chiarelettere. Entrambi volevano sapere se poteva rientrare nei miei progetti scrivere un libro per loro. Con Zanichelli ho scritto un piccolo libro sugli OGM (OGM tra leggende e realtà. Chi ha paura degli organismi geneticamente modificati? Zanichelli 2009) che ha avuto un buon successo. È un libro divulgativo pensato idealmente per uno studente di liceo. Ho cercato di essere accurato ma non pedante. E sempre facendo riferimento alla letteratura scientifica seria e non alle bufale che in quel campo girano sul web.
Mentre scrivevo il libro sugli OGM il “boss” di Chiarelettere mi ha chiamato. Mi ha chiesto se avevo voglia di scrivere un libro anche per loro. Il mio nome gli era stato segnalato da Antonio Pascale, l’autore del bellissimo “Scienza e Sentimento”. Ho preparato un indice provvisorio e una serie di argomenti che avrei voluto toccare, avendo come filo conduttore la disinformazione scientifica in campo alimentare. Anche in questo caso ho chiesto esplicitamente di poter mantenere tutte le note e le citazioni alle riviste scientifiche, come si fa in un saggio di ricerca: il lettore doveva avere la possibilità di verificare quanto l’autore afferma. Per una buona metà dei capitoli ho attinto ad articoli pubblicati sul blog: il processo Schmeiser-Monsanto, la non dimostrata superiorità del cibo biologico, la bufala del pesto cancerogeno, lo zucchero di canna e così via. Ho scritto anche vari capitoli appositamente, in modo da creare un filo logico per il lettore, ed è nato Pane e Bugie (Chiarelettere 2010).
Chiarelettere era nota soprattutto per i libri di Marco Travaglio e altri libri di tipo politico o giudiziario (inchieste di mafia ad esempio) ma con me volevano iniziare ad esplorare nuovi campi. Diciamo che visti i risultati la fiducia che hanno riposto in me è stata ripagata, e hanno inaugurato il filone che a me piace chiamare del “giornalismo scientifico d’inchiesta”. Alla fine sono finalmente riuscito a trovare un editore anche per il libro sui giochi matematici, sfruttando (inutile negarlo) la relativa notorietà raggiunta grazie al blog e ai primi due libri. Per quel che riguarda le reazioni a Pane e Bugie, ha avuto delle recensioni mediamente molto lusinghiere. Anche, e mi ha fatto molto piacere, per il modo con cui era stato scritto (e pensare che ho sempre avuto sei scarso in italiano al liceo!). Sinceramente mi aspettavo più critiche, specialmente dall’ambiente giornalistico tradizionale, che critico puntualmente nel libro per come affronta certi temi senza averne i necessari strumenti culturali o, purtroppo sempre più spesso, senza avere il tempo necessario per andare a verificare le fonti. I capitoli che più hanno fatto clamore sono quelli dedicati all’agricoltura biologica: una minoranza di persone non ha apprezzato che dicessi apertamente quello che in realtà la ricerca scientifica dice da tempo, e cioè che non c’è nessuna superiorità nutrizionale e non vi sono benefici accertati per la salute per cui usare questi aspetti per il marketing non è accettabile nei confronti del consumatore. Devo dire però che la maggior parte di queste poche critiche non sono mai entrate nel merito di quanto ho scritto (anche perché io ho solo riassunto i risultati di varie ricerche molto generali) ma erano più critiche “di pancia” contro il mio “sacrilegio” di non parlar bene di prodotti che in un certo ambiente sono visti come la panacea di tutti i mali. Comunque ancora oggi quando in qualche trasmissione parlano di prodotti biologici spesso mi chiamano perché sono considerato un “nemico” del bio. Cosa che non sono affatto. Semplicemente sono contro la cattiva informazione e la pubblicità non veritiera.
Ora sto buttando giù qualche appunto per un Pane e Bugie 2.0 (anche se quasi sicuramente non si chiamerà così). Spero che esca entro la fine del 2012. Inutile dire che prima o poi pubblicherò anche il libro che ormai moltissimi editori mi hanno chiesto: il mio testo di “cucina scientifica”. Però non ho ancora deciso come strutturarlo e quindi non ho ancora in mente quale editore potrebbe essere il più adatto. Di sicuro voglio che sia un libro con fotografie e disegni, necessari per illustrare i vari concetti ed esperimenti gastronomici, e non un semplice libro di ricette. Per ora comunque non sto scrivendo nulla anche perché ho vari articoli arretrati da scrivere per quel che riguarda il mio vero lavoro di ricerca (la chimica teorica), e quelli hanno in questo momento la precedenza.»

20 febbraio 2012

Trovate rocce con segni di collisioni simili a quella che diede origine alla Luna. Un articolo su Science

Komatiites Un gruppo di geochimici dell'Università del Maryland, esaminando alcune porzioni del mantello terrestre (lo strato roccioso compreso fra il nucleo metallico della Terra e la sua crosta) formatesi quando il nostro pianeta era molto più piccolo di adesso, hanno trovato tracce del manto sopravvissuto alla stessa agitata formazione del pianeta, tra cui una collisione con un altro pianeta che potrebbe aver portato alla creazione della Luna. I ricercatori del Maryland hanno esaminato rocce vulcaniche risalenti alla prima metà della vita del nostro pianeta deniminate Comatiti (Komatiites), trovando che diverse composizioni diversamente da quanto si credeva.
I ricercatori dell'Università del Maryland hanno scoperto che Comatiti vecchi 2.8 miliardi di anni rinvenuti in Russi (Kostomuksha) hanno più isotopo di tungsteno 182-W del normale. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Science:
182W Evidence for Long-Term Preservation of Early Mantle Differentiation Products Science, Published Online February 16 2012. Mathieu Touboul, Igor S. Puchtel, Richard J. Walker (Department of Geology, University of Maryland, College Park, USA)
Abstract
Late accretion, early mantle differentiation, and core-mantle interaction are processes that could have created subtle 182W isotopic heterogeneities within Earth's mantle. Tungsten isotopic data for 2.8 Ga Kostomuksha komatiites show a well-resolved 182W excess relative to modern terrestrial samples, whereas data for 3.5 Ga Komati komatiites show no excess. Combined 182W, 186,187Os, and 142,143Nd isotopic data indicate that the mantle source of the Kostomuksha komatiites included material from a primordial reservoir that represents either a deep mantle region that underwent metal-silicate equilibration, or a product of large-scale magmatic differentiation of the mantle. The preservation of this reservoir, likely formed within the first 30 Myr of solar system history, until at least 2.8 Ga, indicates that the mantle may have never been well mixed.

Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 20 febbraio 2012

[Picture: Photomicrograph of a thin section of komatiite lava. The "spinifex texture" is a hallmark and considered unequivocal evidence of their ancient origin as molten rock extruded from deep in the Earth. (Credit: Igor Puchtel, UMD)]

19 febbraio 2012

Cyanophora paradoxa: Adamo (o Eva) delle piante

antenato comune piante Un antenato comune per tutte le piante. La scoperta, pubblicata su Science il 17 febbraio 2012, è di un gruppo di ricercatori guidati da Frederick W. Spiegel (University of Arkansas), i quali hanno analizzato il DNA di un'alga primitiva, la Cyanophora paradoxa. L'antenato (o antenata: per questo non so se chiamarlo, giornalisticamente, Adamo o Eva delle piante) si sarebbe formato dalla fusione tra un cianobatterio (batteri produttori di ossigeno) e un plastidio (organuli semi-autonomi, in quanto dotati di DNA, caratteristici della cellula vegetale).

Meet Plants' and Algae's Common Ancestor (University of Arkansas, February 17, 2012)