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FISICA/ Sta per essere battuto il record di velocità per il riscaldamento dell'acqua

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Riscaldamento dell'acqua  Riscaldamento dell'acqua
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L’interazione fra l’impulso laser e le molecole d’acqua è stata valutata dai fisici di Amburgo ricorrendo a complesse simulazioni al computer che hanno richiesto più di 200.000 ore di tempo-processore, sfruttando massicciamente le possibilità di calcolo parallelo offerte dallo Julich Supercomputer Center (dove sono presenti i più potenti computer esistenti in Europa). Si stima che se le simulazioni fossero state effettuate da una normale macchina a singolo processore, sarebbero stati necessari circa venti anni di calcolo ininterrotto per ottenere lo stesso risultato!  

Sulla base delle simulazioni così realizzate, gli scienziati tedeschi hanno stimato che il metodo da loro proposto permetterebbe di portare a 600 °C circa un nanolitro (un miliardesimo di litro) d’acqua ad ogni impulso laser. Anche se questa quantità d’acqua potrebbe sembrare estremamente piccola, in realtà è più che sufficiente per portare a termine molti esperimenti d’interesse (per confronto una goccia d’inchiostro prodotta da una stampante ink-jet è circa 1.000 volte più piccola). 

Come spiegano gli autori della ricerca in una recente pubblicazione sulla prestigiosa Angewandte Chemie, l’acqua non è solvente passivo, ma gioca un ruolo molto importante nella dinamica di molti processi chimici e biologici. La possibilità di riscaldare in un tempo così breve un elevato numero di molecole d’acqua permetterebbe di fare iniziare il processo chimico in esame contemporaneamente in tutte le molecole coinvolte e così riuscire ad osservare correttamente come evolve nel tempo la reazione. Quest’ultimo passaggio (l’analisi della reazione) potrebbe essere realizzato sfruttando impulsi X ultracorti generati da un nuovo laser a elettroni liberi a raggi X (denominato European XFEL) lungo 3.4 chilometri, attualmente in fase di costruzione nello stesso campus di Amburgo.

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