Laser a raggi X crea un “buco nero molecolare”

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Inizio facendo ammenda, di solito cerco di essere rigoroso, a volte i miei articoli divulgativi sfiorano solo la superficie di argomenti complessi e tecnici, ma non uso titoli ad effetto attira click. Chi ha letto buco nero molecolare e ha un minimo di conoscenza scientifica avrà sussultato così come faccio io quando sento l’aggettivo quantico usato a sproposito. Quello che mi ha spinto ad usare l’espressione che altri articoli divulgativi hanno utilizzato è per fare chiarezza.
Che cosa è davvero successo nell’esperimento con laser a raggi X
Ricercatori da Kansas State University, Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) di Amburgo e numerosi altri istituti, lavorando col laser a raggi X più potente al mondo, lo Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) che dipende dai laboratori del dipartimento energia USA stavano usando impulsi di raggi X su atomi all’interno di piccole molecole, perchè lo fanno? perchè il modo migliore per capire come funzionano le molecole è farle saltare, nel momento in cui collassano rivelano i segreti della loro struttura.





In questo specifico esperimento quello che gli scienziati si aspettavano: era che l’atomo bersaglio collassasse, che eliminando col laser alcuni elettroni quelli delle orbite più esterne collassassero a loro volta.
Quello che è davvero successo è andato ben oltre: come riportato nell’articolo scientifico su Nature in un tempo infinitesimale la ionizzazione dell’atomo bersaglio è diventata così forte (in altre parole si è caricato così tanto di energia positiva per via della sottrazione di elettroni da parte del laser a raggi X) che si è trasformato in una specie di buco nero nel senso che ha cominciato a strappare elettroni persino dagli atomi vicini provocando il collasso della molecola, da qui il titolo giornalistico di buco nero molecolare, ovviamente utile solo come immagine descrittiva perchè come sappiamo nei veri buchi neri la forza in azione è la gravità non l’interazione elettromagnetica.
Un po’ di cifre a proposito dell’esperimento con laser a raggi X
Innanzitutto la velocità del processo, si parla di processi ultra-veloci, addirittura da impulso a collasso della molecola passano 30 femtosecondi, sapete quanto vale un femtosecondo? Un milionesimo di miliardesimo di secondo.
La potenza degli impulsi impiegati ha raggiunto 100 quadrilioni di kilowatt per centimetro quadro (un quadrilione equivale a 1015) il che usando un esempio fatto da Sebastien Boutet uno degli autori dello studio e riportato nell’articolo sul sito ufficiale dello SLAC,  equivale a dire come se potessimo concentrare tutta la luce del Sole che illumina la superficie terrestre tramite una lente nello spazio di un unghia.





A cosa servirà lo studio
Sul perchè si bersaglino atomi o molecole con raggi X ho scritto sopra, il risultato di questo esperimento ha dimostrato che siamo in grado di modulare i raggi X in modo da ottenere immagini davvero accurate della struttura delle molecole il che sarà molto utile (per esempio) nello sviluppo di nuovi farmaci.

Roberto Todini

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