Giovanni Keplero aveva un gatto nero

E' da poco uscito questo libro di Marco Fulvio Barozzi (Popinga) sottotitolato: Matematica e Fisica in versi, ScienzaExpress.

Vi si presentano alcune forme di poesia, alcune ampiamente sfruttate come i Limerick, i Clerihew, altre meno usate come le rime anacreontiche o incarrighiane, e gli Haiku. 

La vecchia diga:

energia potenziale 

diverrà luce.

Fiore di pesco

lieve cade sul prato:

g in azione.

 Oltre al gatto di Keplero, ecco la mia preferita

La fusione nucleare

Vinti da un impellente desiderio,

due nuclei innamorati di deuterio

fecero una fusione.

Ci fu un'esplosione:

la nascita di Elio provò l'adulterio.

Le poesie come mezzo per parlare di scienze sono distintive dello stile e mondo  anglosassone.  Questa è di Jack Oliver:

“If creativity is what you strive for,
The status quo you must learn to abhor,
Chains of convention unfetter,
Seek the different yet better,
Pay no attention to those keeping score!”

Questo articolo fa parte di  una  passata edizione di FASEB

Il gioco e la fisica nei libri di Malvaldi

Marco Malvaldi, classe 1974, è autore di una trilogia di gialli che si svolgono nella toscanissima Versilia, con protagonista il barrista Massimo, nei racconti un matematico/fisico precario mancato o rinsavito, ed i simpatici vecchietti di Pineta: “Il re dei giochi” (2010), “La briscola in cinque “ 2007, e “Il gioco delle tre carte” 2008, . Sellerio editore.

 Questo post partecipa al Carnevale della Fisica #21 di luglio, ospitato sul blog di Maestra Rosalba dal tema  "Il gioco della Fisica e la Fisica del gioco" sul blog Crescere Creativamente....ecco il link
 Intervista 

Malvaldi ci descrive come si sia avvicinato alla scrittura, fin dai tempi del dottorato presso la Facoltà di Fisica. Secondo Malvaldi la maggior parte degli autori scrive perché il mondo che gli sta intorno è decisamente insopportabile: queste persone se ne creano così uno personale dove sia possibile prendersi rivincite con la realtà.

Il re dei giochi (2010) contiene  alcune eccellenti volgarizzazioni divulgative matematiche, sia di teoria della complessità che di probabilità controintuitive (introducendo Fermat e Pascal).

Il sistema del libro è quello di un giallo classico.  C’è analisi, investigazione. Ma c’è una particolarità, un elemento che ritorna, che neanche ai meno attenti può sfuggire: il gioco.

Ogni libro della trilogia ha un gioco, che è metafora della storia.

Massimo è il personaggio protagonista tra i protagonisti, discute delle indagini nel suo bar, e viene in qualche modo sempre coinvolto nella storia delle indagini.

 La sua indole tranquilla, ma curiosa, si lascia coinvolgere dal caso, sostenuto in questo da tutto il gruppo di vecchietti frequentatori del bar che, come succede spesso in provincia, non si occupa dei fatti propri ma, oltre a giocare a carte, per far passare il tempo si fionda sul caso di omicidio, che mancava alla sua collezione di fatti di cronaca locali, parlandone, sparlandone e discutendone tra una partita e l'altra.

Il BarLume diventa il punto d'incontro di tutte le nuove informazioni, punto di passaggio di tutti i personaggi utili alla storia (la madre della vittima, gli amici sospettati della vittima, il medico, il commissario, i body-guard della discoteca che frequentava la vittima). 
Da "Il gioco delle tre carte": "...E' un ricercatore molto conosciuto, pubblica molto e fa cose molto elaborate. Ha a disposizione un cluster da qualche migliaio di processori, che usa da solo o con i suoi studenti. Fa principalmente simulazioni parallele su larga scala del comportamento meccanico di polimeri e materiali biologici....
...ma il gioco delle tre carte lo so fare ancora bene. Hai capito come ho fatto? ...allora hai fatto cadere l'asso facendo finta che fosse un fante...tu che mi vedi fare il gesto, inconsciamente dai per scontato che io faccia cadere per prima la carta più in basso. Invece no. Io per prima lancio verso sinistra la carta che sta sopra, cioè l'asso. Appena lasciata la carta, poso l'indice che è rimasto libero sul bordo della carta che mi è rimasta in mano e ci levo il medio.Tu avrai l'impressione che la carta che ho in mano è quella che avevo in basso, ma ti sbagli. ...
L'importante è attirare la tua attenzione sul posto sbagliato, farti credere quello che io ho deciso che tu creda....
La briscola in cinque

Elemento portante del romanzo è il gioco a carte della briscola in cinque (Giaguaro), gioco che prevede regole precise –distribuite tutte le carte di un mazzo da briscola ai 5 giocatori, la scelta della briscola viene decisa in base a un'asta che permette di dichiarare a turno con  quanti punti si crede di poter vincere la mano in base alle carte che si hanno in mano- e un metodo -vincere l'asta significa definire, in base alla carta di briscola che si “chiama”, chi sarà il proprio compagno di gioco per quella mano, -colui che tiene in mano il due di quel seme-.

Il bello di briscola in cinque è che si gioca in due contro tre ma la particolarità consiste nel  non sapere, da parte di chi ha vinto l’asta e deciso la briscola, con chi effettivamente giocherà e nell'abilità di non svelarsi fino alla fine da parte di chi è stato “chiamato”.

Quando il gioco inizia, ogni giocatore deve provare a capire chi sono i suoi compagni, deve fidarsi ma non sa di chi fidarsi, può rischiare, può imbrogliare, può scoprirsi: tutto questo provoca in genere confusione, spiazzamento, tensione nella ricerca ogni volta di un ordine, di una definizione di “chi sta con chi”.

Il percorso mentale del protagonista mostra in che modo, giocando a carte e mettendo in atto le regole del gioco della briscola in cinque, in particolare la regola del non  scoprire fino all'ultimo le proprie carte e il proprio ruolo, utilizzando anche l'inganno, Massimo intuisce che, così come lo sta facendo lui, anche l'assassino potrebbe aver imbrogliato le carte.

Per spiegare il suo percorso mentale Massimo parte dal concetto di assioma, sì proprio assioma,  e lo descrive così:

“Un assioma è una proposizione che viene assunta vera perché è ritenuta evidente e che fornisce il punto di partenza per la costruzione di un sistema matematico. Ogni sistema matematico o logico si fonda su degli assiomi di cui non è possibile dimostrare la validità…….

Massimo si trova quasi costretto a pensare, a mettere insieme i pezzi, a fare ipotesi una dietro l'altra, che verifica e spesso azzecca. E, anche quando si accorge di essere stato tratto in inganno e di aver dato per scontate alcune informazioni e le deduzioni conseguenti, lo capisce nel bar, mentre gioca a carte e mentre lui stesso sta cercando di ingannare il suo compagno di partita.

Nella vita reale, solitamente uno si basa, consapevolmente o meno, su alcuni assiomi che egli non crede di doler verificare. Allora, se c’è qualcosa che non torna nel modo in cui ho ricostruito i fatti, le possibilità sono due. Uno, ho commesso un errore di ragionamento. Due, non ho commesso nessun errore ma almeno una delle premesse da cui sono partito non è vera….”

Nella fattispecie la premessa sbagliata era che i responsabili delle indagini dicessero la verità, nel dettaglio, sull’ora del delitto! Tornando alla briscola, l’illuminazione di Massimo avviene durante il gioco: “…non so spiegare in ordine quello che ho pensato, ma dato che stavo giocando da un’ora a briscola in cinque, avevo appena finito di raccontare una selva di bugie per convincere nonno che giocavo con lui, mentre invece non era vero….”

chimica e segnale elettrico nelle cellule nervose

In questo post si parla di tessuti eccitabili (nervoso e muscolare) in particolare della trasmissione del segnale elettrico nelle cellule nervose e cellule pace-maker nel tessuto cardiaco.
I liquidi extracellulari hanno un'elevata concentrazione di Na+ e Cl- e basse concentrazioni di K+, Mg++, Ca++. Gli ioni positivi sono presenti in lieve eccesso nel lato esterno della membrana (extracellulare) mentre gli ioni negativi lo sono all'interno.
I liquidi intracellulari possiedono invece elevate concentrazioni di K+ e di anioni organici non diffusibili di grandi dimensioni proteine ed altre sostanze e comparativamente poco Na+. Questo fatto genera tra i due lati della membrana una differenza di carica elettrica denominata potenziale di membrana.  Tutte le cellule di un'organismo mantengono un potenziale di membrana, ma quelle dei tessuti eccitabili hanno capacità di generare e condurre potenziali. I tessuti eccitabili sono il tessuto nervoso e il tessuto muscolare (muscolo scheletrico, liscio e cardiaco) e fibre pace-maker del tessuto cardiaco. Quando una cellula di un tessuto eccitabile non genera o conduce impulsi si dice a riposo.
Se la membrana di una cellula mantiene gli ioni con cariche diverse ai lati opposti si dice polarizzata cioè ha: un polo (negativo) all'interno un polo (positivo) all'esterno. La misura di grandezza della differenza di potenziale è il milliVolt. 

Le forze che agiscono sulla membrana sono il gradiente elettrico ed il gradiente di concentrazione dei singoli ioni. 
Genesi del potenziale di membrana 
Il potenziale si spiega con la differente ripartizione degli ioni tra il LEC e l'interno e con la natura della membrana. K+ diffonde dalla cellula lungo il suo gradiente di concentrazione mentre l'anione, indiffusibile, rimane nella cellula. Viene a stabilirsi quindi una differenza di potenziale- con l'interno negativo rispetto all'esterno. L'afflusso di sodio non riesce a compensare l'efflusso del K+ percè la membrana è molto meno permeabile al sodio che al K+ (anche se lo ione sodio solvatato ha raggio e dimensioni più piccole). Il Cl- entra per diffusione ma è frenato da gradiente elettrico. Il gradiente chimico del sodio Na+ è diretto verso l'interno ed anche il gradiente elettrico. Nonostante ciò il Na+ intracellulare rimane basso. Questa differenza di concentrazione viene mantenuta a spese di energia ossia di ATP da una proteina pompa di membrana, lo scambiatore sodio-potassio, una ATPasi (che idrolizza ATP) che trasporta il sodio contro il gradiente di concentrazione verso l'esterno (concentrazione interna 20 mM/litro, esterna 120 mM/litro).
La pompa mantiene quei gradienti di concentrazione dei cationi che è indispensabile per mantenere il potenziale di membrana. 

Variazioni del potenziale di membrana. 

Se il potenziale di riposo viene abbassato da una corrente che attraversa la membrana l'efflusso di K+ aumenta perchè viene a diminuire il gradiente elettrico. Entra anche ione Cl e ripristina il potenziale di riposo. Se si applica una corrente che tende ad innalzare potenziale di membrana cariche positive tendono a entrare per ristabilire l'equilibrio. 

  Neuroni: cellule formate da un corpo  e   fibre  (assoni e dendriti)

Un neurone motorio ha il suo corpo/soma contenente il nucleo nel sistema nervoso centrale (zona frontale- bulbo encefalico), ed il suo assone/neurite percorre oltre ad 1 metro di distanza per raggiungere il muscolo innervato.

Per i motoneuroni che partono dal SNC (area motoria del lobo frontale) attraversano il midollo spinale ed arrivano allo spazio intervertebrale della sezione corporea corrispondente al muscolo da innervare di propria competenza, l'assone supera il metro di lunghezza: si calcola che se il corpo -soma- della cellula neuronale fosse grande come una pallina da tennis l'assone arriverebbe a essere lungo 1 miglio con un diametro di 1 cm e lo spazio coperto dai dendriti (i filamenti di comunicazione ed interconnessione con altre cellule nervose) riempirebbe una stanza.
Durante un potenziale d'azione l'informazione nervosa viene trasmessa saltando da un nodo di Ranvier all'altro (lo spazio intermielinico in cui la guaina mielinica che ricopre i neuroni si interrompe), dura circa 2 ms, seguiti da un periodo refrattario prima assoluto quindi relativo infine si ristabilisce un potenziale di riposo dove non avviene alcuna trasmissione di informazioni. In questo modo la trasmissione del segnale dal soma alla placca neuromuscolare, quindi la propagazione dell'impulso nervoso dato dallo spostamento delle cariche elettriche, ossia i potenziali d'azione lungo la fibra nervosa, è molto più rapida perchè salta da un punto intermielinico al successivo.

 La propagazione del potenziale d'azione avviene conservando la medesima forza ed ampiezza lungo l'intera lunghezza della fibra nervosa. Ogni segnale ha inizio (causata da un neurotrasmettitore o mediante un segnale elettrochimico) con una rapida variazione dal normale valore negativo al valore positivo per poi tornare rapidamente al precedente stato

Gli eventi elettrici nel muscolo sono rapidi a livello della placca motoria dove c'è l' innervazione nervosa, viene attivato lo stimolo elettrico la depolarizzazione, in pochi millisecondi, che viene propagata lungo la fibra muscolare nelle strutture di membrana interne del sarcolemma, rilasciando ione calcio, a questa fa seguito la scossa data dalla contrazione delle fibre di miosina. 

Cos'è il Potenziale d'azione da un punto di vista chimico ed elettrico

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Il Potenziale d'azione è il rapido cambiamento di carica localizzato,  tra interno ed esterno della membrana cellulare (esterno carico positivamente, l'interno negativamente) che si trasmette topologicamente ai punti circostanti della membrana.

Differenza di potenziale 

La differenza di potenziale (ddp) è misurabile ai due lati di una membrana cellulare di una cellula vivente, generalmente negativa (si usa un oscilloscopio, come nella figura).
Il potenziale d'azione comporta una rapida inversione della ddp, dovuta all'ingresso nella cellula di ioni positivi attraverso specifiche proteine che fungono da canale per il trasporto attivo. potenziale di riposo di una cellula nervosa è circa -70mV (nelle fibre muscolari invece -90mV) se la membrana si depolarizza fino a -55mV "valore soglia", si ha l'apertura di proteine dette canali del sodio/potassio voltaggio-dipendenti che fanno sì che ioni positivi entrino nella cellula depolarizzando ulteriormente la membrana fino+a+valori di 35+mV innescando così un feed-back positivo inizia con l aumento della conduttanza al sodio che determina una depolarizzazione la quale aumenta maggiormente la conduttanza. I canali proteici voltaggio-dipendenti sono caratterizzati da 3 stati funzionali: 

- stato chiuso: che prevale nei potenziali di riposo normali 

- attivato: stato aperto che viene promosso da una breve depolarizzazione 

- inattivato: stato di blocco, refrattario. 

Nella maggior parte delle cellule la corrente rigenerativa verso l'interno che dà origine al potenziale d'azione risulta dai canali del sodio voltaggio-dipendenti.
La complessa struttura del canale caratterizzata da 4 domini simili, ognuno di questi comprendente 6 eliche che attraversano la membrana. Una di queste eliche contiene numerosi aminoacidi basici e forma il sensore di voltaggio che spostandosi verso l'esterno consente l'apertura del canale quando la membrana viene deporalizzata. Una delle pieghe intracellulari è posizionata in modo da oscillare attraverso il canale e bloccarlo quando viene spostata, con la conseguente inattivazione del canale.

In una tipica cellula a riposo la membrana è selettivamente permeabile a K+ e il potenziale di riposo (circa -60 mV), è leggermente più positivo rispetto al potenziale di equilibrio del K+ (circa -90mV). Questa permeabilità a riposo deriva dai canali del potassio aperti. Se più canali del potassio si aprissero, la membrana iperpolarizzerebbe e la cellula verrebbe inibita, mentre avverrebbe l'opposto se i canali del potassio si chiudessero. I canali del potassio svolgono un ruolo rilevante nella regolazione della durata e della frequenza di scarica dei potenziali d'azione. 

Questo mese il Carnevale della chimica è ospitato sul blog di Giovanni Boaga Storie di Scienza.

besciamella senza formaggio, e marinata per sushi a base di aceto di riso (contest)

 Questo post partecipa a due contest per ricette, il primo è Aceto sopraffino
 per ricette a base di aceto o cha hanno l'aceto come ingrediente principale
sul blog di Veru, Cuochina sopraffina, abbinato al negozio online R2M



il secondo è Una Gita senza formaggio, sul blog di Grianne, aka Cristina, abbinato alle pentole Le Creuset, per ricette salate che siano parte di un pranzo al sacco, in cui si eviti l'uso del formaggio.




Ecco la mia ricetta, in stile giapponese, modulata sulla base del bento, il pranzo in esterni, da consumare nei viaggi, sul lavoro e nel tempo libero. Il bento si acquista nei convenience stores, ma a differenza dei precotti, come il Donburi, la coppa di riso con sopra gyudon (carne saltata con verdure) o il tempura, non ha bisogno di essere passata nel microonde. Quando si decide di fare un picnic al parco con gli amici, o si preparano delle ricette a casa, verdure saltate, omelette, carne stufata, o si passa prima nei supermercati e si acquistano delle confezioni di sushi, o  di prodotti alimentari pronti per il consumo.


Prima preparazione: riso cotto al vapore nel cuociriso (ottimo per chi non ha tempo da perdere).
Il riso, meglio se di varietà giapponese (koshihikari) o ibrido in vendita per preparazioni sushi, viene lavato ripetutamente in acqua fredda, in modo da eliminare l'amido, versato nel cuociriso e coperto di acqua in modo da sovrastare il riso di 2 dita (2 cm). Dopo 15 minuti di cottura il riso è pronto, e bisogna farlo raffreddare, mischiando con un mestolo di legno (tagliando e mischiando). In questa fase si aggiunge aceto di riso, fatto bollire per qualche minuto,  contenente sale e zucchero. Al posto dei due ingredienti freschi, ho usato il preparato in polvere nella foto, chiamato sushinoko, a base di aceto e mirin deidratati.

Marinatura dello sgombro in aceto. Lo sgombro, già sfilettato al banco del pescivendolo, viene messo a marinare in aceto di riso, Mitsukan, per un'ora (per un consumo di pesce ancora più sicuro, si può surgelare il pesce per 48 ore e poi processarlo nei modi necessari, dopo aver eliminato il potenziale parassita,  Anisakis).

Il riso viene versato su uno stuoino di bambù, Maki-su, che serve per dargli la forma e pressarlo. Una volta arrotolato, della lunghezza richiesta, si spalma il wasabi, la salsa verde a base di rafano giapponese.
Lo sgombro marinato si posiziona sul riso, si compatta, e si taglia porzionandolo con un coltello.

La parte rimasta di riso è stata ustilizzata per preparare i futomaki, a base di tonno al naturale e cetriolo.
Ho usato due fogli di alga, nori, su cui è stato adagiato il riso e sopra il riso scaglie di filetto di tonno e strisce di cetriolo. Con  lo stuoino ho arrotolato e compattato il temaki nella forma di rotolo di riso ripieno. Con ilcoltello ho ottenuto dieci porzioni di futomaki.

Secondo: finger food
verdure avvolte nella pancetta e condite con salsa di miso

Il miso è una pasta di fagioli di soia cotti al vapore, e fermentati con Aspergillus oryzae, un fungo proteolitico che sviluppa aromi delicati. Il miso è sia bianco (ottenuto oltre ch da soia anche da cereali) e stagionato per 1-2 mesi, e miso rosso, stagionato anche un anno. Il miso è ricco in vitamine B e di batteri lattici.

Il miso che ho usato è bianco, più delicato, ed è servito per preparare una besciamella in cui intingere le verdure (carota e zucchina tagliate a listarelle, fagiolini (con l'occhio, coltivati sul terrazzo, peperone).

In una padella si versa un bicchiere di mirin (sakè da cucina dolce), mezzo bicchiere di salsa di soia, zucchero (1 cucchiaino), sale (un cucchiaino), e si scalda bene. Si mette al minimo e si versano due cucchiai di miso, si mischia e si spegne. Si può aromatizzare con sesamo in semi, semi schiacciati, o olio di sesamo.

Si preparano le verdure: ogni striscia di carota, peperone, melanzana o zucchina, e due fagiolini insieme, vengono avvolti da una fettina sottile di pancetta cruda arrotolata, o anche la pancetta del salumiere.
In una padella si scalda un filino di olio, le porzioni si lasciano scottare da tutti i lati, per pochi minuti.
Si consumano intinte nella besciamella di salsa di miso.

Il pranzo al sacco è pronto, si mette in una borsa termica come questa, si porta una coperta, i tovaglioli, qualche piatto di carta, e via.