Energia solare e cambiamenti climatici

di Marco Andreozzi

Energia solare e cambiamenti climatici sono ormai argomenti sulla bocca di tutti. Le recenti aurore boreali visibili in Italia durante alcune notti di agosto danno l’occasione per parlare un po’ del sole, in particolare dei periodi di attività di massimo e minimo solare, ciclici ogni 11 anni. Durante un massimo (e ci stiamo avvicinando con la fine dell’anno), la corona solare emette tre enormi masse di plasma al giorno (espulsioni di massa coronale) con esplosioni radioattive chiamate brillamenti. Dirette verso la Terra, esse possono causare tempeste geomagnetiche poiché le particelle cariche fluiscono in atmosfera, scatenando spettacolari aurore se incanalate verso i poli dal campo magnetico terrestre, scontrandosi con i gas presenti. E nota bene: il riscaldamento globale riguarda gas serra fotochimicamente attivi in atmosfera, senza correlazioni dirette con i cicli di massima attivita’ solare.

Dei 10⁵⁶ protoni nel nucleo del sole che si scontrano miliardi di volte al secondo, quanti hanno abbastanza energia per innescare una reazione di fusione? La risposta è zero e tuttavia la fusione si verifica, l’idrogeno viene convertito in elio, alimentando questa così come altre stelle anche meno massicce e con temperature interne più basse. Fiat lux: i pianeti diventano potenzialmente abitabili. La spiegazione del fenomeno viene ancora una volta dalla fisica quantistica. A livello subatomico, infatti, i nuclei atomici non si comportano come sole particelle, ma piuttosto come onde. Ogni protone è in realtà una particella quantistica, la cui posizione fisica è meglio descritta da una funzione di probabilità piuttosto che da un punto fisso. Le funzioni d’onda di due protoni possono quindi sovrapporsi e questo significa che hanno una probabilità finita di sperimentare la penetrazione quantistica attraverso una barriera di potenziale, dove possono finire in uno stato legato più stabile del loro stato iniziale, libero.

Giganteschi brillamenti radioattivi generati da fiammate ben più potenti delle espulsioni di massa coronale del 1859 (Carrington) sono gli eventi di Miyake (astrofisica giapponese autrice del primo articolo sul tema), caratterizzati da aumenti rapidi e significativi di radiocarbonio in atmosfera. Studi dendrologici (sugli anelli degli alberi) hanno identificato un picco dell’isotopo del carbonio radioattivo (14) in un anello del 775 d.C. Altri quattro eventi di Miyake si sono verificati intorno al 12350 a.C., nel 7176 e 5259 a.C. e nel 993 d.C. e tutti devono aver portato aurore a basse latitudini. Gli annali d’Europa, Medio Oriente ed Estremo Oriente tacciono questi fatti probabilmente perche’ ritenuti manifestazioni divine.

La società contemporanea della videocomunicazione totale è invece tanto vulnerabile quanto ignara ad eventi di questo tipo, che potrebbero bloccare reti satellitari e web per giorni e giorni. E’ ora che impariamo a gestire con intelligenza l’impiego delle tecnologie ‘intelligenti’, anche per evitarne la dipendenza e l’instupidimento di massa. Condividere un’aurora boreale, un bel tramonto ‘biondo’ del Mediterraneo o rosso selvaggio dell’equatore, quello sì! Magnifici fenomeni di intreccio quantistico e di autentica naturale bellezza, ben oltre la banale estetica. Uniscono due innamorati, ma non soltanto (sarebbe troppo facile!). Uniscono noi esseri viventi tutti, minuscoli ‘quanti’ nelle centinaia di miliardi di galassie dell’universo. Et lux fuit!

Solar energy and climate change

by Marco Andreozzi

Solar energy and climate change are now topics on everyone’s lips. The recent Aurora Borealis visible in Italy during some nights in August give the opportunity to talk a little about the sun, in particular the periods of solar maximum and minimum activity, cyclical every 11 years. During a maximum (and we are getting closer, with the end of the year), the solar corona emits three enormous masses of plasma per day (coronal mass ejections) in radioactive explosions called flares. Headed towards the Earth, they can cause geomagnetic storms as the charged particles flow into the atmosphere, triggering spectacular auroras if channeled towards the poles by the Earth’s magnetic field, colliding with the gases here present. And nota bene: global warming concerns greenhouse gases that are photochemically active in the atmosphere, without direct correlations with cycles of maximum solar activity.

Of the 10⁵⁶ protons in the sun’s core that collide billions of times per second, how many have enough energy to trigger a fusion reaction? The answer is zero and yet fusion occurs, hydrogen is converted into helium, fueling this as well as other even less massive stars with lower internal temperatures. Fiat lux (let there be light): planets become potentially habitable. The explanation of the phenomenon once again comes from quantum physics. At a subatomic level, in fact, atomic nuclei do not behave like particles alone, but rather like waves. Each proton is actually a quantum particle, whose physical position is better described by a probability function rather than a fixed point. The wave functions of two protons can therefore overlap and this means that they have a finite probability of experiencing quantum tunneling, where they can end up in a bound state that is more stable than their initial, free state.

Gigantic radioactive flares generated by blazes far more powerful than the coronal mass ejections of 1859 (Carrington) are the Miyake events (Japanese astrophysicist author of the first article on the topic), characterized by rapid and significant increases in radiocarbon in the atmosphere. Dendrological (tree ring) studies have identified a radioactive carbon (14) isotope peak in a ring from 775 AD. Four other Miyake events occurred around 12350 BC, 7176 and 5259 BC. and in 993 AD, and all must have brought auroras to low latitudes. The annals of Europe, the Middle East and the Far East are silent on these facts probably because they were considered divine manifestations.

The contemporary society of total video communication is instead both vulnerable and unaware of events of this type, which could block satellite networks and the web for days on end. It’s time we learned to intelligently manage the use of ‘intelligent’ technologies, also to avoid dependence and mass stupidity. Sharing the Aurora Borealis, a beautiful ‘blond’ sunset from the Mediterranean or a wild red one from the equator, yes! Magnificent phenomena of quantum entanglement and authentic natural beauty, far beyond banal aesthetics. They unite two lovers, but not only (extra facile!). They unite all of us living beings, tiny ‘quanta’ in the hundreds of billions of galaxies in the universe. Et lux fuit (And there was light), from the Bible (“Fiat lux, and lux fuit”, Genesis, I, 3)

Marco Andreozzi, è Dottore in Ingegneria Meccanica, Economia/Amministrazione (Politecnico di Torino). Tecnologo industriale e specialista del settore energetico, proviene da esperienze professionali in cinque multinazionali in Italia e paesi extra-europei, e come direttore generale da un quarto di secolo; nomade digitale dal 2004 al 2019, e’ sinologo, parla correntemente il mandarino e in Cina e’ stato docente a contratto.

Marco Andreozzi, is a Doctor in Mechanical Engineering, Economics/Administration (Polytechnic of Turin). Industrial technologist and specialist in the energy sector, he comes from professional practices in five corporates in Italy and non-European countries, and as managing director for a quarter of a century; digital nomad from 2004 to 2019, he is a sinologist, speaks fluent Mandarin and was a visiting professor in China.