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INNOVAZIONE/ Rumore quanto basta: così daremo energia ai micro sensori

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Energia dal rumore. Sembra una boutade, invece è realtà: protagonisti il Luca Gammaitoni e il suo gruppo di ricerca attivo presso il NiPS (Noise in Physical Systems Laboratory) dell’Università di Perugia. In genere, sentendo la parola “rumore”, viene da pensare ad un qualche suono sgradevole. In realtà per fisici e ingegneri è rumore qualsiasi vibrazione casuale: dalle oscillazioni del vento, al disturbo - un po’simile a piccoli fiocchi di neve - sovrapposto alle immagini di un televisore mal sintonizzato, al gracchiare di una radio quando si entra in galleria (in questi ultimi due casi si sta in qualche modo “vedendo” o “ascoltando” il movimento caotico degli elettroni nei circuiti di televisione e radio). 

 

Il rumore, tradizionalmente considerato il “nemico numero uno” degli ingegneri elettronici, ha però rivelato, negli ultimi anni, volti nuovi e stupefacenti a chi ha saputo studiarlo con attenzione e passione. Uno dei più interessanti filoni di ricerca sul rumore, quello che ha portato alla descrizione dei cosiddetti fenomeni di “risonanza stocastica”, ha una storia marcatamente italiana. Il professor Gammaitoni spiega: «La scoperta - fortemente contro intuitiva e proprio per questo molto affascinante - si può riassumere dicendo che, in determinate situazioni, una giusta dose di rumore crea ordine». Il modello della risonanza stocastica è stato originariamente proposto nel 1981 da un gruppo di fisici dell’Università La Sapienza di Roma, tra cui in particolare Giorgio Parisi. Lo scopo era spiegare il susseguirsi delle ere glaciali. L’intuizione è che, dati:

 

-un sistema caratterizzato da due situazioni di equilibrio (clima temperato e clima freddo)

-una debole variazione regolare insufficiente a consentire il passaggio da uno stato di equilibrio all’altro (le variazioni climatiche deterministiche legate al movimento della Terra)

-la giusta “dose” di rumore (le fluttuazioni casuali degli eventi climatici atmosferici);

 

si scatena un processo impensabile: il passaggio regolare da uno stato all’altro. L’aspetto sorprendente è la regolarità: un forte rumore riuscirebbe da solo a causare il salto da una posizione di equilibrio all’altra, ma lo farebbe inevitabilmente accadere a intervalli casuali. Invece la giusta quantità di rumore non solo rende possibile passaggi di stato che senza non potrebbero avvenire, ma si “sintonizza” con la variazione regolare (per questo si parla di risonanza) facendo sì che i passaggi abbiano luogo a intervalli costanti. 


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