Campi elettromagnetici, un chip ci salverà?

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da soalle

xeal dice: risonanza e onde elettromagnetiche non hanno nulla a che fare l'uno con l'altro.

io rispondo: guarda che ti sbagli, l'MRI si basa appunto sulla risonanza delle molecole d'idrogeno

tu continui: E che vuol dire? xkè una bussola come funziona?

e io controbatto: guarda che bussola e frequenza di risonanza sono cose diverse... la risonanza elettromagnetica e una bussola funzionano in maniere decisamente diverse...

e tu mi rispondi: cosa dicono di diverso da quello ke ho detto io?



inoltre per chiarire:
- non ho mai citato non meglio definite "interazioni con la materia", ma ho semplicemente sostenuto che non solo la potenza è un fattore determinante ma molto importante è anche la frequenza (again, perché diversi tessuti con diverse composizioni chimiche hanno diverse frequenze di risonanza). La retina, ad esempio, ha dei picchi sulle frequenze 1.36 GHz, 5.3 GHz e 9.6 GHz
- non sto sostenendo né che i cellulari siano dannosi né che non lo siano, sto solo portando informazioni alla discussione con link ad articoli scientifici, piuttosto di fare affermazioni basate sul nulla

Intanto xeal a quanto ho capito io parlava di risonanza "fisica" non elettromagnetica.
Poi io non ho detto che la bussola e la risonanza sono simili, ho detto che la bussola e gli RMI (Radio Magnetic Indicator)che tu hai citato hanno un funzionamento simile.
Se poi tu intendevi MRI, ovvero Magetic Resonance Imaging, quella è tutt'altra cosa rispetto alla bussola.
Ma non puoi pretendere di scrivere RMI al posto di MRI e di aspettarti una risposta a quella che TU intendevi erroneamente la sigla corretta visto che sono due cose TOTALMENTE diverse

[MenageZero]

RMI = Remote Method Invocation (java), c'ho ragione io e basta

[xeal]

@ dins

Si tratta di una trasformazione del sistema di riferimento (parlare di cambio di coordinate non è proprio corretto, mi sono espresso male - in questi termini si potrebbe pensare al passaggio dalle coordinate sferiche a quelle cilindriche, o roba del genere, ma non è così). Purtroppo non ricordo con esattezza la dimostrazione, e non riesco a trovare i miei (vecchi) appunti di Fisica II . Grossomodo si considerano due sistemi di riferimento, uno solidale con la sorgente ed uno rispetto alla quale la sorgente è in movimento, si effettua una trasformazione relativistica e fondamentalmente il gioco è fatto: con pochi passaggi si ottiene che quello che prima veniva visto come un semplice campo elettrico adesso viene visto come campo magnetico, e viceversa - la dimostrazione, per quel che ricordo, è un po' diversa nei due casi, ma molto simile.

In questo modo si dimostra che, fondamentalmente, campo elettrico e campo magnetico sono la stessa cosa (questo dovrebbe chiudere la questione sulla presunta diversa pericolosità di campi elettrici, campi magnetici e campi elettromagnetici). Quindi, se da un lato non ha senso complicarsi la vita per trovare una trasformazione che mi faccia vedere l'altro campo (o entrambi), dall'altro non è propriamente corretto affermare che un campo costante non generi il "duale", o che il campo associato non esiste, sarebbe più giusto concludere che il duale è nullo e quindi non se ne tiene conto nei calcoli.

La differenza è sottile (ma non insignificante! ); penso si possa fare un'analogia (da prendere moooooooooooolto alla larga), per capire un po' meglio il concetto, con la questione delle "forze apparenti", cioè quelle forze (come la forza centrifuga, opposta a quella centripeta) che si "avvertono" nei sistemi "non inerziali", ma scompaiono in quelli "inerziali". Il concetto di forza "apparente", contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non corrisponde all'idea di qualcosa di "finto, inesistente", in modo analogo (sempre prendendo i due concetti con le pinze) a quello in cui un campo magnetico/elettrico nullo non è propriamente un campo che non c'è (infatti, se cambio sistema di riferimento in modo opportuno lo vedo eccome): se sono "costretto" per vari motivi di opportunità a studiare un sistema non inerziale "dall'interno" (nel senso che il mio sistema di riferimento dev'essere solidale ad esso, non posso o non mi conviene effettuare una trasformazione per vedere il sistema "globalmente" come inerziale), allora devo dare importanza alle forze apparenti, che si manifestano e vanno calcolate, altrimenti i conti non tornano!

Magari, se riesco a ripescare i miei benedetti appunti aggiungo qualche dettaglio (non mi va di spremermi troppo le meningi per "inventarmi" le parti che non ricordo e ricostruire la dimostrazione per intero quindi chiedo venia).

[xeal]

Originariamente inviato da soalle

xeal dice: risonanza e onde elettromagnetiche non hanno nulla a che fare l'uno con l'altro.

NO!!!!

Io dico che onde elettromagnetiche e onde meccaniche sono cose diverse, quindi la risonanza delle une e delle altre non può che produrre effetti diversi che nulla hanno a che vedere gli uni con gli altri, ragion per cui, mi pare evidente che non si possa paragonare la pericolosità di fenomeni * diversi *. Evidentemente non mi sono espresso in maniera sufficientemente chiara (ma non sono il solo: il pdf che hai "linkato" fa una confusione a dir poco terrificante...).

In particolare, la risonanza di onde meccaniche (che chiamavo onde di pressione, ma potremmo anche chiamarle onde acustiche) in un sistema fisico che non presenti, tra le sue caratteristiche peculiari, un adeguato smorzamento, può produrre effetti anche disastrosi, come la compromissione dell'integrità strutturale di un ponte fino al suo crollo: è il motivo per cui, ad esempio, i soldati non marciano su di un ponte, poichè, se "beccasssero" la frequenza di risonanza (quella meccanica, lo ribadisco onde evitare confusione), detta anche frequenza naturale, rischierebbero di fare un bel tuffo...

Tuttavia, sottoporre la struttura ad una radiazione elettromagnetica, per quanto intensa, alla stessa identica frequenza non produrrebbe alcun effetto ondulatorio: al di la del "numerino" e dell'unità di misura (Hertz) che quantificano la frequenza, onde meccaniche e onde elettromagnetiche sono cose diverse, e il loro effetto sulla stessa materia è inevitabilmente diverso. Prova ne sia che una relazione tra effetti elettromagnetici ed effetti meccanici esiste, ma non produce fenomeni (meccanici) di tipo ondulatorio: è la cosiddetta "pressione di radiazione", conseguenza della forza di Lorentz, che però, ai fini pratici va calcolata non tenendo conto della frequenza della radiazione, bensì della sua intensità media (un po' di formule le trovi qui).

Inoltre, eventuali danni prodotti dalla risonanza di un'onda elettromagnetica sarebbero noti, evidenti e, soprattutto immediati, poichè il concetto di risonanza è quello della massimizzazione di qualcosa, in particolare dell'ampiezza delle oscillazioni di un fenomeno ondulatorio e, di conseguenza, degli effetti ad esso connessi, ragion per cui eventuali effetti "negativi", o soltanto notevoli, si manifesterebbero molto, molto rapidamente. Pertanto ritengo l'attribuzione * diretta * di qualsiasi fenomeno nocivo a lungo termine, sull'uomo, della radiazione elettromagnetica, al fenomeno della risonanza, fondamentalmente sbagliata e frutto di un fraintendimento o di una distorsione del concetto di risonanza.

Ma vediamo un po' cosa succede nell'acquisizione di immagini mediante risonanza magnetica, visto che l'abbiamo tirata in ballo. Lasciando perdere i dettagli (sfruttamento di un campo statico e uno variabile per creare una perturbazione e vedere meglio gli effetti ad una certa frequenza, uso di liquidi di contrasto, ricorso alla trasformata di Fourier per ottenere le immagini dai dati sulla frequenza di risonanza rilevate e i tempi di rilassamento - l'articolo che hai citato da wikipedia è abbastanza dettagliato al riguardo), fondamentalmente si sfrutta un particolare fenomeno di risonanza che interessa esclusivamente i nuclei degli atomi (in particolare gli atomi di idrogeno) e produce un'alterazione dello spin di protoni e neutroni, con il risultato di generare una precessione del momento magnetico quantistico (quindi, in definitiva, un'oscillazione di natura prettamente magnetica), la quale è massima se la frequenza del campo esterno è pari alla frequenza detta di Larmour, cioè la frequenza di risonanza per questo particolare fenomeno, la quale, lo ribadisco, non è la "frequenza naturale" della sostanza in esame (che per definizione è la frequenza di risonanza meccanica).

Ma cosa succede al nucleo dell'atomo in seguito a questa risonanza? Protoni e neutroni cominciano a vibrare come pazzi scatenati e ad allontanarsi gli uni dagli altri? si verifica un decadimento radioattivo? il nucleo dell'atomo diventa instabile? C'è il rischio che esploda provocando una fissione termonucleare? Il corpo umano diventa una bomba atomica? ASSOLUTAMENTE NO! Semplicemente viene indotta una polarizzazione delle particelle elementari che, una volta elimintata la perturbazione, tornano "alla normalità", si ha il fenomeno del rilassamento, che impiega un certo tempo, ed è proprio questo tempo che viene misurato per ricavare informazioni utili sulla struttura fisica del corpo analizzato (non necessariamente un essere vivente).

Ma le microonde non producono un riscaldamento? VERO... PERO'... si tratta di un fenomeno completamente diverso, che produce risonanze a frequenze generalmente diverse (e mi pare ovvio: fenomeni fisici diversi producono effetti diversi). Nella fattispecie, il riscaldamento prodotto dalle microonde è un fenomeno * elettrico *, cioè non è prodotto dalla componente magnetica del campo, bensì da quella elettrica, e non riguarda le particelle degli atomi, bensì la molecola intera e solo se ha caratteristiche elettriche "adeguate", ovvero un momento di dipolo sufficiente. Di conseguenza, mentre la risonanza magnetica nucleare avviene in tutti gli atomi (ma solo in alcuni è facile da rilevare/interpretare correttamente), la risonanza "dielettrica" che produce il riscaldamento può anche non avvenire (la molecola dev'essere un dipolo, con differenza di carica sufficiente).

Ma c'è di più: il riscaldamento non avviene necessariamente per "risonanza"! SFATIAMO UN MITO: un forno a microonde non produce una vera e propria risonanza nell'acqua! Il campo elettrico pulsante induce un movimento rotatorio nelle molecole d'acqua, le quali tentano di allineare i propri poli al campo, e in questo modo assorbono una parte della sua energia sotto forma di energia cinetica (ovvero, di calore), che cedono alle altre molecole per "attrito" negli urti. Chiaramente la rotazione dei dipoli è un fenomeno oscillatorio (diverso comunque dalla vibrazione prodotta da un'onda meccanica), per cui si potrebbe parlare di una "risonanza rotazionale" e di una relativa frequenza di risonanza, tuttavia, il concetto di risonanza vuole che l'effetto sia il massimo possibile, quindi questa "influenza" del campo elettromagnetico sull'acqua produrrà risonanza alla frequenza per cui è massimo l'assorbimento di energia da parte dell'acqua (e, di conseguenza, l'attenuazione del campo). In generale, questa forma di risonanza è influenzata dalla conduttività della sostanza, dalla temperatura (all'aumentare della temperatura, per una data frequenza della radiazione, l'assorbimento di calore può aumentare o diminuire, quindi quella frequenza può diventare o smettere di essere "di risonanza") e dalla presenza di altre molecole, come sali disciolti nell'acqua, che aumentano il riscaldamento a causa degli urti. In definitiva si ottiene che per l'acqua al di sopra dei 20° (con e senza sali) la frequenza che il campo elettromagnetico deve avere per produrre risonanza, e, quindi, massimizzare l'assorbimento della potenza del campo stesso sotto forma di calore, è superiore ai 10GHz; per il vapore contenuto nell'atmosfera e di circa 22GHz (come in tutti i fenomeni di risonanza, c'è la possibilità che questa si manifesti anche ad altre frequenze, ma a parità di condizioni queste sono ben superiori.

Adesso un po' di link: su wikipedia, qui per il forno a microonde e qui un'occhiata al grafico sull'andamento della risonanza rotazionale del vapore acqueo con la frequenza (sono i "picchi" discendenti, come spiegato nella didascalia; cliccando sull'immagine si scopre che la fonte è il California Institute of Technologies); qui qui un po' di formule e grafici sull'andamento della costante dielettrica e del coefficiente di assorbimento di calore dell'acqua per effetto delle microonde (quando l'assorbimento è massimo per una certa temperatura, sia può affermare che la frequenza relativa al massimo è quella di risonanza); qui una simulazione, in java, della rotazione di una molecola d'acqua in un campo di microonde; infine qui un documento sulla risonanza rotazionale dell'acqua nell'atmosfera (e conseguente attenuazione di segnali nello spettro delle microonde) e sulla sensibilità che alcune strumentazioni devono avere in corrispondenza di quelle frequenze (qui lo stesso documento in versione html, preso da google, con evidenziate le parole "acqua" e "risonanza" per andare subito al dunque).

again, perché diversi tessuti con diverse composizioni chimiche hanno diverse frequenze di risonanza

Again, tessuti con diverse composizioni chimiche hanno un diverso indice di assorbimento a certe frequenze, per ottenere uno stesso riscaldamento, a parità di frequenza, bisogna ricorrere a potenze diverse per ciascun tessuto. Per poter parlare correttamente di risonanza, per un tessuto e a una data frequenza, però, è necessario che l'assorbimento di energia a quella frequenza sia il massimo possibile (al più eguagliabile ad altre frequenze, ma non superabile).

La retina, ad esempio, ha dei picchi sulle frequenze 1.36 GHz, 5.3 GHz e 9.6 GHz

Aggiungerei che si tratta della retina dell'occhio di un maiale (per quanto simile alla nostra, potrebbe essere sufficientemente diverso) inserito in un teschio umano (e non ne vedo molto l'utilità, ma questo lo dico dopo). E comunque non si possono automaticamente considerare queste come frequenze di risonanza (per il fenomeno del riscaldamento dielettrico - la risonanza meccanica, again, è un fenomeno diverso e avviene alla frequenza di circa 19Hz), perchè, a rigore, bisognerebbe ripetere l'esperimento con frequenze sia inferiori, sia (molto) superiori, esaminando l'intero spettro delle microonde per costruire una legge adeguata (come quelle per l'acqua nel link che ho postato), al fine di evidenziare tutti i picchi ed in particolare quello/i massimo/i.

Poi, può darsi che questo esperimento sia stato condotto in maniera migliore di quanto non sembri, ed è solo riferito in maniera approssimativa; del resto l'intero articolo è abbastanza confuso, o poco rigoroso, su alcune questioni, con una parziale giustificazione per l'intento divulgativo-riassuntivo più che rigorosamente scientifico, ma nel complesso non mi piace troppo.

Ad esempio non mi piace assolutamente la descrizione fatta del fenomeno della risonanza, nè all'inizio, nè nel glossario alla fine, perchè si accomunano in maniera inammissibile tutti i tipi di risonanza (in particolare, la "frequenza naturale" è più propriamente la frequenza di risonanza meccanica, che niente, niente e ancora niente ha a che fare con gli altri tipi di risonanza), facendo di tutta l'erba un fascio in una maniera che, a mio avviso, può solo creare confusione nel lettore poco avvezzo a masticare nozioni avanzate di fisica.

Ancora, nella tabella n.3 mancano alcuni valori relativi alle potenze impiegate per ottenere quei danni agli occhi degli animali sottoposti all'esperimento (e comunque negli altri casi si parla di decine e centinaia di W/m^2, ben oltre la potenza impiegata nei cellulari), così come mancano quelli dell'esperimento sulla retina del maiale, cosa fondamentale, perchè se per ottenere un riscaldamento significativo è necessario impiegare una potenza rilevante, non mi pare possibile concludere che un eventuale impiego di tali frequenze ai fini delle telecomunicazioni MA con potenze decisamente inferiori possa comunque essere pericoloso per la sola frequenza impiegata (la frequenza fa sì che la potenza impiegata venga assorbita in misura maggiore o minore, ma alla fine bisogna irradiare una potenza sufficiente per poter riscaldare il tessuto in maniera tale da danneggiarlo).

Ancora, da qualche parte nell'articolo è suggerita l'ipotesi che le cavità corporee (scatola cranica, seni nasali, cavità oculari) possano agire come cassa di risonanza per le onde elettromagnetiche, per cui bisognerebbe investigare in questa direzione; tuttavia, c'è ben poco da investigare: si tratta di un fenomeno ben noto, comune sia alle onde di pressione (aucstiche, meccaniche o comunque vogliamo chiamarle), sia a quelle elettromagnetiche (è un fenomeno sfruttato, ad esempio, nei laser e nei maser), e che si verifica in concomitanza a particolari caratteristiche fisiche del mezzo in relazione alla lunghezza d'onda. Se la relazione non è rispettata alla perfezione, l'onda non viene amplificata, bensì si ottiene un fenomeno di interferenza noto come battimenti. Inoltre, in un essere umano "vivo", dette cavità sono piene di materiale biologico (cervello, occhi), che, essendo passibile di riscaldamento, non fa altro che attenuare l'onda: ora, a meno che non si dimostri la possibilità di infrangere le leggi della fisica relative a questo fenomeno, ovvero si riesca nello stesso tempo e nello stesso mezzo ad attenuare e ad amplificare un'onda, una tale ipotesi rappresenta mera assurdità (come lo sarebbe affermare che la forza di attrito possa aumentare la velocità di un corpo in movimento).

Per lo stesso motivo (ovvero la presenza di altri tessuti soggetti a riscaldamento), ritengo l'esperimento condotto sull'occhio di un maiale nel teschio di un uomo, per quanto possa essere valido in senso assoluto, meno significativo ai fini pratici di uno del tutto analogo condotto su dei cadaveri umani (naturalmente quelli usati per le dissezioni).

Ancora, si giustifica la possibilità di danni a lungo termine dovoti all'esposizione prolungata nel tempo a campi elettromagnetici di bassa intensità, paragontati agli effetti immediati di campi molto intesi, con un qualche effetto cumulativo. Concettualmente può essere interessante, però un simile effetto non tiene conto delle capacità di omeostasi degli organismi viventi: un eventuale danno sarebbe grave se irreparabile, ma in generale un danno è irreparabile se è rapido ed esteso (chiaramente, per il tessuto neurale, incapace di riprodursi, qualsiasi danno è potenzialmente irreparabile, ma un riscaldamento di pochi decimi di grado non è certo un danno, nè tanto meno un danno irreparabile). Cioè, in altri termini, un effetto cumulativo del genere si può giustificare solo ipotizzando il comportamento del corpo umano come una sorta di sistema termodinamico in grado di assorbire calore dall'esterno, a mezzo delle radiazioni elettromagnetiche, ma incapace di cederlo all'esterno e di mantenere un certo equilibrio termico (francamente, non so voi, ma io non credo di poter assorbire calore come una specie di corpo nero...). E mi fermo qui.

Naturalmente, non voglio dire che certe ricerche sugli effetti a lungo termine non andrebbero condotte, anzi, benchè io sia un po' scettico, non trovo del tutto assurda l'ipotesi che l'irradiazione a bassa potenza possa divenire una sorta di fattore di stress che, in concomitanza ad altri fattori di stress (e non come unica causa), influisca negativamente sulle capacità di omeostasi del corpo umano (sarebbe, insomma, la classica goccia che fa traboccare il vaso, però, da questo punto di vista, per evitare problemi è sicuramente più saggio agire non sull'ultima goccia = radiazione a bassa potenza per molto tempo, ma sull'intero vaso, svuotandolo ed evitando che si riempia - fermo restando la necessità di limitare la potenza delle emissioni EM in relazione a specifiche frequenze, ma questo per evitare gli effetti immediati di un riscaldamento eccessivo).

[dins]

Originariamente inviato da xeal

@ dins

Si tratta di una trasformazione del sistema di riferimento (parlare di cambio di coordinate non è proprio corretto, mi sono espresso male - in questi termini si potrebbe pensare al passaggio dalle coordinate sferiche a quelle cilindriche, o roba del genere, ma non è così). Purtroppo non ricordo con esattezza la dimostrazione, e non riesco a trovare i miei (vecchi) appunti di Fisica II . Grossomodo si considerano due sistemi di riferimento, uno solidale con la sorgente ed uno rispetto alla quale la sorgente è in movimento

AH!!!
Fermi tutti!!!!
Se stai considerando una sorgente in movimento già non stai considerando più un problema nè di elettrostatica ne di magnetismo!
Movimento = variazione = campo elettromagnetico, e stiamo nuovamente parlando di elettromagnetismo.

[xeal]

Infatti il concetto è quello: in definitiva è solo una questione di sistema di riferimento. Però, nel sistema iniziale, il campo lo vedo come statico e concludo che il "duale" è nullo, e può darsi che per i miei fini quel sistema di riferimento sia perfetto, quindi non ho motivo di cambiarlo. Ma, se dal dire che è nullo passo ad affermare che "non c'è" allora dico qualcosa di inesatto, perchè posso sempre trovare una trasformazione del sistema di riferimento che mi fa vedere il campo associato, e quindi il "duale" c'è eccome, semplicemente nel sistema di partenza non lo vedevo (e può anche andarmi bene continuare a non vederlo). In fondo, si tratta di una sottigliezza, ma se non ricordo male (e a questo punto mi viene il dubbio) è possibile trasformare un campo statico nel duale ancora statico (e quindi campo elettrico e campo magnetico, si conclude, sono praticamente la stessa cosa).

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da dins

AH!!!
Fermi tutti!!!!
Se stai considerando una sorgente in movimento già non stai considerando più un problema nè di elettrostatica ne di magnetismo!
Movimento = variazione = campo elettromagnetico, e stiamo nuovamente parlando di elettromagnetismo.

se tu sei su un treno e guardi fuori è il paesaggio a muoversi oppure tu?
x il tuo sistema di riferimento è il paesaggio, x il sistema di riferimento solidale col paesaggio sei tu a muoverti.
tutto è relativo