Le 10 scoperte scientifiche più “vulcaniche” del decennio

Ecco che siamo giunti alla conclusione di un decennio: ricco di novità e stravolgimenti, da un punto di vista culturale, sociale e politico, e a livello nazionale e globale. 


Non è stato un lavoro facile, ma Noi della redazione di Vulcano Statale abbiamo provato a tirare le fila, stilando delle classifiche di ciò che di “vulcanico” ha segnato questi primi dieci anni del nuovo millennio.


A cura di Sara Suffia.

I cambiamenti sono stati molti anche sul fronte delle scoperte scientifiche. La nostra evoluzione è in accelerazione esponenziale: di questo passo cosa ci potrà mai riservare il futuro? Per non perderci nei meandri di questa domanda e per ricordare quanti passi in avanti l’umanità è riuscita a compiere in così breve tempo, ripercorriamo le maggiori scoperte scientifiche avvenute negli ultimi dieci anni.

Nota: la seguente non è da classificarsi una classifica. 

Il motore quantistico

Prima del 2010, tutti gli oggetti creati dall’uomo si sono sostanzialmente mossi seguendo le classiche leggi della meccanica. Andrew Cleland e John Martini, insieme al loro gruppo di ricerca, hanno realizzato un dispositivo che si muove seguendo le leggi della fisica quantistica. Semplificando, i due ricercatori hanno raffreddato un semiconduttore fino a portarlo al suo stato fondamentale, ovvero a uno stato di minima energia. A questo punto hanno aggiunto un quanto di energia che ha messo in moto il dispositivo secondo le leggi della meccanica quantistica. A quanto sostengono i ricercatori, la scoperta aiuterà un giorno a rispondere a una domanda che da tempo si pongono i fisici: perché non possiamo essere in due posti contemporaneamente?


I neutrini più veloci della luce 

Ne hanno parlato tutti, spesso a sproposito, segno però che l’interesse suscitato dai rilevamenti dell’esperimento Opera – portato a termine dalle équipe dei laboratori INFN del Gran Sasso e del CERN di Ginevra – è stato enorme. I neutrini sembrano viaggiare più veloci dei fotoni, fino a oggi considerati dalla relatività di Einstein le particelle più veloci dell’universo, tali da superare la velocità-luce. La scoperta ha messo in discussione tutti i paradigmi della fisica relativistica finora noti, aprendo nuovi scenari per la comprensione dell’universo.


Il bosone di Higgs

La pietra angolare del Modello Standard della fisica delle particelle è il bosone responsabile delle masse di (quasi) tutte le altre particelle dell’universo. Teorizzato da Peter Higgs, François Englert e altri fisici negli anni ’60, era stato finora impossibile da individuare: esiste infatti solo alle altissime energie, come quelle presenti nell’universo nei primi istanti dopo il Big Bang, ricreate nell’acceleratore LHC del Cern di Ginevra dove è stato individuato dagli scienziati degli esperimenti ATLAS e CMS, nel 2012. 


L’immunoterapia contro i tumori

La ricerca sul cancro ha ottenuto risultati purtroppo deludenti rispetto alle aspettative nell’ultimo decennio. Il 2013 ha però mostrato che la strada dell’immunoterapia potrebbe essere finalmente quella giusta. Essa consiste in un nuovo modello di cura che coinvolge tutto il sistema immunitario del paziente, il quale viene “ingegnerizzato” per reagire al cancro. Le origini di questa ricerca risalgono alla fine degli anni Ottanta, con l’identificazione di uno specifico recettore di superficie presente su alcuni linfociti T (CTLA-4). L’immunologo James Allison scoprì che il CTLA-4  mette un freno all’azione del sistema immunitario. Questo blocco avrebbe consentito all’organismo di lanciare un attacco immunitario di notevole portata e intensità contro il tumore. Nei primi anni Novanta è stato identificato un altro “freno” del sistema immunitario, denominato PD-1. La ricerca in questo campo ha subito poi un’accelerazione nel 2011, con la terapia dell’antigene chimerico (CAR), che viene attualmente testata in numerosi trial clinici. Le aziende farmaceutiche, prima caute, stanno ora investendo somme considerevoli sull’immunoterapia: Bristol-Myers Squibb ha ottenuto risultati incoraggianti sul melanoma metastatico, con il farmaco Ipilimumab.


Il primo cromosoma sintetico

Nel 2014, dopo sette anni di esperimenti, un gruppo di ricerca statunitense ha ottenuto il primo cromosoma sintetico di un organismo eucariota, il comune lievito Saccharomyces cerevisiae. Il cromosoma, trasferito in una cellula vivente di lievito, ha dimostrato di avere una piena funzionalità. Il risultato è stato considerato fondamentale per il progresso della biologia sintetica.


Crispr/Cas

Sebbene nota già da qualche anno, la tecnica di ingegneria genetica Crispr/Cas nel 2015 ha consolidato la sua posizione. Crispr/Cas è una tecnica molto potente, che permette ai ricercatori di modificare il genoma di qualsivoglia organismo. Sostanzialmente, consiste nel modificare in modo mirato il DNA, usando due componenti chiave: una molecola di RNA che fa da guida, riconoscendo tratti specifici della sequenza del DNA (quella che si vuole alterare) e una nucleasi (un enzima che taglia il DNA), Cas (ovvero Crispr-Associated). Insieme, RNA ed enzima legano e tagliano il DNA in maniera specifica: il complesso può essere modificato per eliminare e modificare geni o per regolarne l’espressione. Gli scienziati hanno testato la tecnica con vari studi, mostrando il suo possibile utilizzo nei trapianti e c’è chi scommette che Crispr/Cas rivoluzionerà anche le neuroscienze. Quello che è innegabile a oggi, scrive l’editor John Travis su Science, è che “adesso viviamo tutti in un mondo Crispr”.


Le onde gravitazionali

Previste un secolo fa da Albert Einstein, le onde gravitazionali sono le increspature dello spazio-tempo generate da eventi cosmici violenti. È stata la collisione tra due buchi neri avvenuta un miliardo di anni fa a provocare il primo segnale delle onde gravitazionali mai scoperto, rilevato dalle antenne dello strumento Ligo e analizzato fra Europa e Stati Uniti dalle collaborazioni Ligo e Virgo, alla quale l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Per la fisica è un risultato senza precedenti, doppiamente sorprendente perché fornisce anche la prima prova diretta dell’esistenza dei buchi neri. 


Nuovi occhi sul cosmo

Il 2017 sarà ricordato come l’anno della svolta nelle osservazioni celesti. Il 17 agosto si è assistito alla collisione tra due stelle di neutroni. La storica osservazione ha segnato l’inizio di una nuova astronomia, detta multi-messaggero, perché studia in contemporanea tutte le informazioni fisiche disponibili, in uno sforzo condiviso e partecipato, che permette una verifica precisa degli oggetti studiati. 


Come studiare la biologia dello sviluppo a livello cellulare

Il traguardo dell’anno 2018 è aver compreso come studiare la biologia dello sviluppo a livello cellulare. Ovvero: capire cosa succede all’interno delle singole cellule mentre un organismo nasce e si sviluppa, come si relazionano tra loro e come tutto questo insieme dipinga il quadro complessivo dello sviluppo. Analizzare quali sono gli RNA prodotti da una cellula in un determinato momento permette di capire quali sono i geni attivi e, in sostanza, come si sta comportando quella cellula. Ripetendo l’azione a distanza di tempo è possibile capire come si evolvono cellule, organi e gli organismi di cui fanno parte, facendo luce sull’attività dei geni in diverse condizioni, che siano fisiologiche o patologiche. Questo anche grazie a tecniche che permettono di marcare le cellule a livello genetico.


L’immagine del Buco Nero

 

Una rete di radiotelescopi ha raccolto la prima immagine dei dintorni di un buco nero: è un anello di fuoco che avvolge il punto di non ritorno. A “scattare” la storica “fotografia” sono stati gli scienziati della collaborazione internazionale EHT Event Horizon Telescope, cui partecipano ricercatrici dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’INAF Istituto Nazionale di Astrofisica. La foto appena rilasciata ritrae il buco nero M87, che ha una massa di 6,5 miliardi di volte quella del Sole e si trova nel centro dell’omonima galassia, a 55 milioni di anni luce da noi nella costellazione della Vergine. È particolarmente attivo, perché assorbe un’enorme quantità di materia. 

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