Come intrappolare i fulmini nel plexiglass

Fulmine intrappolato nel PlexiglasNell'attesa che gli scienziati riescano ad immagazzinare l'energia dei fumini ecco una tecnica per riprodurli e fossilizzarli in una lastra di acrilico.

I fulmini, lo sappiamo, sono essenzialmente energia elettrica e ad oggi risulta ancora impossibile intrappolare la loro enorme energia in modo da renderla utilizzabile in un secondo momento.

Bert Hickman è uno scienziato che ha coniugato la sua passione per la scienza con la capacità di applicarla al fine di ottenere sculture di plexiglass dove letteralmente imprigiona le scariche elettriche e le fossilizza con effetti davvero sorprendenti.

Le figure che si riescono ad ottenere iniettando scariche di energia elettrica ad altissimo voltaggio all'interno di un materiale acrilico sono simili ai rami di un albero o al suo apparato radicale, se vogliamo. Simili al sistema venoso o nervoso umano.

Dal punto iniziale la scarica elettrica si ramifica fino a dissolversi nel plexiglas creando figure sempre nuove ed assolutamente uniche.

Questo spettacolare fenomeno crea quelle che sono note come "figure di Lichtenberg" e che furono osservate per la prima volta dal fisico tedesco Georg Christoph Lichtenberg (1742-1799). Il professor Lichtenberg ha osservato per la prima volta questo fenomeno nel 1777.

Le prime figure di Lichtenberg erano in realtà "figure di polvere" bidimensionali che si formavano quando la polvere in aria si insediava sulla superficie di piastre elettriche di resina.

Oggi si riescono a creare in laboratorio sia figure bidimensionali che tridimensionali.

Le figure 3D di Lichtenberg all'interno di plastica trasparente sono state create per la prima volta dai fisici Arno Brasch e Fritz Lange alla fine degli anni '40. Utilizzando il loro acceleratore elettronico appena inventato, iniettarono trilioni di elettroni liberi in esemplari di plastica, innescando la rottura elettrica e creando figure calde carbonizzate di Lichtenberg.

Bert Hickman non ha fatto altro che recuperare e sviluppare tutti questi esperimenti.  Bert vive a Woodridge, un sobborgo occidentale di Chicago, Illinois, Stati Uniti.

È sempre stato interessato alla scienza e all'ingegneria. Ha costruito la sua prima bobina Tesla ancora adolescente, utilizzando i condensatori in vetro piatto e una bobina di scintilla modello-T.

Dopo la laurea con un presso l'Università dell'Illinois, a Urbana, ha lasciato da parte questa passione per le bobine di Tesla per oltre 25 anni per poi tornare a questa "fulminea" passione nel 1995.

Nel 2002 è andato in pensione ed oggi è membro della Società Elettrostatica dell'America (ESA), dell'Istituto Americano di Fisica (AIP), dell'Unione Americana Geofisica (AGU) e dell'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

Dal 2004 ha sviluppato e raffinato le tecniche di irradiazione e di fabbricazione per creare un'ampia varietà di meravigliose sculture 2D e 3D.

Inizia tagliandoe lucidando accuratamente varie forme da un polimero chiaro e polimerico chiamato polimetil metacrilato (o PMMA). Questo materiale, comunemente chiamato acrilico, viene venduto sotto diversi nomi commerciali come Lucite, Plexiglass o Perspex (UK).

L'acrilico ha una combinazione unica di alta chiarezza ottica e di proprietà elettriche e meccaniche superiori. Oltre ad essere un ottimo isolante elettrico, l'acrilico è in realtà più chiaro del vetro!

Insieme ai suoi collaboratori ha testato anche un certo numero di altri polimeri chiari, come il policarbonato (PC), il polistirene (PS), il poliestere / polietilene tereftalato (PET), l'epossidico e il cloruro di polivinile chiaro (PVC).

Pur riuscendo a creare figure di Lichtenberg in questi polimeri, con diversi gradi di successo, i rami tendevano a essere grigi o neri, anziché le figure scintillanti bianche, a specchio viste nell'acrilico. C'è stato anche un tentativo di fare figure di Lichtenberg su vetro. Tuttavia, si è scoperto che le figure di vetro di Lichtenberg possono esplodere dopo la scarica o, imprevedibilmente, giorni o mesi dopo, quindi il vetro è stato abbandonato come materiale.

La tecnica per intrappolare i fulmini

La tecnica funziona iniettando gli elettroni nei campioni acrilici usando un acceleratore di particelle da 150 milioni di volt, chiamato Dynamitron.

Il cuore di questo dispositivo è il tubo dell'acceleratore, un enorme "tubo di vuoto" a tre piani che funziona a tensioni tra uno e cinque milioni di volt.

Nella parte superiore del tubo, gli elettroni vengono emessi da un piccolo filamento di tungsteno bianco-caldo. Il filamento è collegato al lato di uscita negativo di un alimentatore regolabile da più milioni di volt. Il fondo del tubo è collegato a terra e l'uscita positiva dell'alimentazione ad alta tensione.

Questa configurazione crea un campo elettrico molto forte che accelera gli elettroni emessi dal filamento ad una velocità molto elevata.

Il fondo del tubo a vuoto ha una finestra in titanio sottile (solo 2,3 millimetri di spessore!) che separa dall'alto l'alto vuoto dall'aria, a pressione atmosferica, all'esterno.

Gli elettroni ad alta velocità nel fascio passano proprio attraverso la finestra in titanio. Gli elettroni quindi emergono attraverso la superficie esterna della finestra e poi passano attraverso altri 24 pollici di aria prima di schiantarsi nei nostri esemplari acrilici. Anche se la durata media degli elettroni liberi in aria è solo 11 miliardi di secondo, è un tempo più che sufficiente per creare la loro magia sui blocchi di plexiglas.

Ok, forse chi non è ingegnere elettronico di tutto questo processo avrà capito ben poco.

Sintetizzando al massimo diciamo che un'enorme scarica di energia elettrica viene iniettata all'interno di un pezzo di plexiglas per mezzo di un puntale e questa scarica produce quelle ramificazioni a forma di fulmine che poi rimangono visibili all'interno del materiale acrilico.

Ecco un video che spiega un po' meglio il processo:

L'energia iniettata è talmente potente che anche a distanza di venti minuti, nei pezzi di grandi dimensioni, si possono vedere delle scariche elettriche liberarsi all'interno del plexiglass.

Una volta che la scultura non è più carica elettricamente viene valutata e, a seconda del risultato ottenuto, viene venduta come prima o seconda scelta.

Per rendere al meglio queste sculture devono essere illuminate da una o più lampadine a LED, del colore che preferiamo, per ottenere l'impressione che davvero un fulmine sia stato intrappolato e fossilizzato all'interno della lastra.

Se poi la luce dei LED è intermittente ecco che l'effetto è quello di un fulmine che sia stia scaricando proprio in quell'istante.

Ecco una galleria di immagini che dimostrano quanti e quali tipi di figure si possono ottenere. Chi vuole saperne di più può visitare il sito di questo eccentrico scienziato: www.capturedlightning.com

PS: come viene anche specificato sul sito non provate neanche lontanamente a fare qualcosa di simile in casa vostra. Il rischio per chi non sa quello che sta facendo potrebbe avere conseguenze fatali.

Natale 2017

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