I passi della ricerca (2)

ROMA – focus/ aise - Nasce in Sicilia l’Osservatorio Sismico Scolastico, un progetto promosso dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dal Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Catania (UNICT).
Obiettivo dell’Osservatorio, coinvolgere alcune scuole superiori della Sicilia orientale per promuovere la cultura della prevenzione sismica, sensibilizzare i giovani sui rischi naturali e dare loro strumenti per comprendere e monitorare i terremoti attraverso un’esperienza diretta e partecipativa.
Il progetto dell’Osservatorio Sismico Scolastico prevede l’installazione di stazioni sismiche all’interno di cinque Istituti scolastici della Regione: Liceo Scientifico e Linguistico “Principe Umberto di Savoia” di Catania, Istituto d’Istruzione Superiore “Gulli e Pennisi” di Acireale (CT), Liceo “Giovanni Verga” di Adrano (CT), Liceo “Orso Mario Corbino” di Siracusa e Istituto d’Istruzione Superiore “G. Galilei - T. Campailla” di Modica (RG). Le stazioni installate saranno integrate nell’Osservatorio Sismico Urbano dell’INGV.
Con un programma ricco di attività didattiche e un approccio interattivo, gli studenti potranno acquisire in tempo reale i dati sulla sismicità locale, analizzarli e comprendere le tecnologie utilizzate per monitorare i terremoti.
Grazie al supporto tecnico e scientifico dell’INGV e dell’Università di Catania, gli studenti saranno coinvolti in progetti di ricerca concreti, collaborando con esperti del settore e partecipando ad attività formative sulla gestione e mitigazione del rischio sismico. Obiettivo ultimo, stimolare la curiosità scientifica e rafforzare il legame tra studenti e mondo della ricerca per avvicinare le nuove generazioni alla scienza, alla tecnologia e all’innovazione.
“Coinvolgere le scuole in attività di monitoraggio sismico è un passo fondamentale per diffondere la consapevolezza sui rischi naturali e per formare cittadini più informati e responsabili”, spiega Stefano Branca, Direttore dell’Osservatorio Etneo dell’INGV. “Le scuole rappresentano il contesto ideale per coltivare la cultura della prevenzione e dell’educazione al rischio, un patrimonio da custodire e trasmettere alle generazioni future. Questo progetto non solo arricchisce l’offerta formativa delle scuole coinvolte, ma contribuisce anche alla raccolta di dati utili per la comunità scientifica, fornendo informazioni preziose per migliorare la conoscenza del nostro territorio e dei suoi rischi naturali”.
Francesco Panzera, Professore di Geofisica della Terra Solida presso l’Università di Catania, ha sottolineato l’importanza di iniziative di questo genere per promuovere le discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica) e avvicinare i giovani a questi ambiti: “Questo progetto rappresenta un’opportunità unica per far scoprire ai ragazzi le potenzialità della ricerca scientifica e per coinvolgerli attivamente in attività che vanno ben oltre la teoria. È un’occasione per favorire l’integrazione tra il mondo accademico e la società civile, con un’attenzione particolare ai giovani, che sono il futuro della nostra regione e del nostro Paese”.
L’Osservatorio Sismico Scolastico rappresenta un modello innovativo di collaborazione tra il mondo accademico, la ricerca e le scuole, con l’obiettivo di formare una società più resiliente e consapevole dei rischi naturali. Un passo importante verso una maggiore sicurezza e preparazione delle nuove generazioni, che potranno affrontare il futuro con più conoscenza, consapevolezza e competenza.
Un team di ricercatori e ricercatrici del Consiglio nazionale delle ricerche, dell’Università di Firenze e del Laboratorio europeo di spettroscopie non lineare (Lens) ha osservato nel laboratorio di Miscele Quantistiche dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr (Cnr-Ino) il fenomeno dell’instabilità capillare in un liquido non convenzionale: un gas quantistico ultra-diluito. Questo risultato ha importanti implicazioni per la comprensione e manipolazione di nuove forme di materia. Alla ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, hanno collaborato anche ricercatori delle Università di Bologna, di Padova e dei Paesi Baschi (UPV/EHU).
Nella fisica dei fluidi è noto che la tensione superficiale di un liquido, dovuta alle forze di coesione intermolecolari, tende a minimizzare la superficie di interfaccia. Questo meccanismo è alla base di fenomeni macroscopici come la formazione delle gocce di pioggia o delle bolle di sapone. La tensione superficiale è anche all’origine del fenomeno dell’instabilità capillare, nota anche come instabilità di Plateau-Rayleigh, per cui un sottile getto di liquido si rompe formando una sequenza di goccioline. L’instabilità capillare è un meccanismo caratteristico dei liquidi con importanti applicazioni in campo industriale, biomedico e nelle nanotecnologie.
“In un gas atomico raffreddato a temperature prossime allo zero assoluto, gli atomi perdono la loro individualità e seguono le leggi della meccanica quantistica. In particolari condizioni questi sistemi, benché rimangano nella fase gassosa, si comportano come liquidi”, spiegano i ricercatori. Grazie alla capacità di controllare con grande precisione le interazioni fra gli atomi, i fisici sono capaci, già da alcuni anni, di formare gocce quantistiche (quantum droplet) da gas ultrafreddi. Questi piccoli cluster di atomi, stabilizzati da effetti puramente quantistici, hanno proprietà analoghe ai liquidi classici.
Il team sperimentale, guidato dalla ricercatrice del Cnr-Ino Alessia Burchianti, ha studiato, mediante tecniche di imaging e manipolazione ottica, l’evoluzione dinamica di una singola goccia quantistica formata a partire da una miscela ultrafredda di atomi di potassio e rubidio. La goccia rilasciata in una guida d’onda, realizzata con un fascio di luce laser, si allunga formando un filamento, il quale, superata una lunghezza critica, si rompe in gocce più piccole. Il numero di queste gocce secondarie è proporzionale alla lunghezza del filamento al momento della rottura.
“Combinando esperimento e simulazioni numeriche è stato possibile descrivere la dinamica di rottura di una goccia quantistica in termini di instabilità capillare. L'instabilità di Plateau–Rayleigh è un fenomeno comune nei liquidi classici e osservato anche nell'elio superfluido, ma mai finora nei gas atomici”, afferma Chiara Fort, ricercatrice dell’Università di Firenze che ha contribuito alla ricerca.
“Le misure condotte nel nostro laboratorio da un lato permettono una comprensione sempre più accurata di questa peculiare fase liquida dall’altro mostrano come sia possibile realizzare array di quantum droplet per future applicazioni nel campo delle tecnologie quantistiche” aggiunge Luca Cavicchioli, primo autore dell’articolo, e ricercatore Cnr-Ino.
La ricerca è stata possibile anche grazie al sostegno di tre iniziative finanziate dal Ministero dell’Università e della Ricerca con fondi dell’Unione Europea nell’ambito del programma #NextGenerationEU (PNRR – Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza): il progetto “QUANTAMI” - PRIN 2022, il partenariato “National Quantum Science and Technology Institute” (NQSTI) e l’infrastruttura “Integrated Infrastructure Initiative in Photonic and Quantum Science” (IPHOQS). (focus\aise)