Topolino 3639: L'ultima colonia di Atlantide (e altre cose di scienza!)

Avevamo lasciato i nostri amici catturati dalle lepri viola mentre il loro capo, lord Volpeker, ritrovava la memoria: lo smemorato Boh era, infatti, un personaggio di alto rango di questa avida associazione criminale che sta cercando i sgreti di Atlantide, ovviamente per i propri scopi. Se ci limitiamo al destino finale di Volpeker e a quello della colonia atlantidea di Zeta, siamo di fronte a un esito tutto sommato scontato ma l'obiettivo di Casty con Le vestigia di Z non era tanto questo, motivo per cui è un vero peccato che siano state utilizzate le due pagine successive alla storia per un'intevista all'autore relativamente all'uscita della Thriller Collection #10 con la ristampa della Spactralia Antartica.
A un livello superficiale si potrebbe dire che l'obiettivo dell'autore friulano sia sempre quello: far comprendere al lettore che esiste un modo non legato al profitto per vivere su questo pianeta. Il vero cuore della storia, però, si trova nella quinta pagina di questo terzo episodio, quando i nostri eroi, accompagnati da Volpeker, entrano nella sala che custodisce il vero tesoro di Z.

Esperimenti con il prisma

La nostra storia parte dall'arte vetraia degli artigiani veneziani di Murano. All'epoca cui mi riferisco, il XVII secolo, il loro vetro, il migliore d'Europa, era esportato un po' in tutto il continente, arrivando anche nelle Americhe.
A partire dal quarzo, i vetrai veneziani (e un po' tutti quelli del mondo) producevano una poleve bianca, silice, alla quale successivamente veniva aggiunta una certa quantità di soda, usata per abbassare la temperatura. La soda migliore era quella proveniente dalla Siria e dall'Egitto e veniva prodotta a partire dalla cenere di alghe o anche dall'allume catino. Per rendere il vetro prodotto con questa mistura il più trasparente possibile, bisognava usare il manganese, acquistato soprattutto in Piemonte. Questi ingredienti finivano nel forno della vetreria, a una temperatura di circa 1500 gradi: la massa informe così prodotta veniva poi modellata nelle forme richieste dai clienti e con un grado di trasparenza assolutamente inimitabile, in grado di realizzare giochi di luce tali da costringere i pittori a utilizzare grandi quantità di colore per riprodurli al meglio sulla tela.
A questo punto, seguendo il volo poetico presente ne Il codice di Newton di Rebecca Stott, si potrebbe immaginare che una partita di questi meravigliosi cristalli di Murano sotto forma di piccoli prismi sia partita alla volta della Gran Bretagna, magari per essere venduti su un qualche banchetto della fiera di Stourbridge vicino a Cambridge. Magari nel 1665 quando, tra i suoi stand girava un tale alla ricerca di strumenti per verificare le teorie sull'ottica di René Descartes: il suo nome, come avrete già immaginato, era quello di Isaac Newton.

I rompicapi di Alice: Lune e arcobaleni

Quest'oggi una puntata dei Rompicapi di Alice un po' composita che ricorda quasi una puntata de Le grandi domande della vita. Dedicata alla Luna, vede un intruso, l'arcobaleno, ma ha anche un ben deciso filo rosso: la geometria.

La forma della mezzaluna

Nella notte tra il 16 e il 17 luglio la Luna, che raggiungerà la sua fase di luna piena, sperimenterà una eclissi parziale. Dopo di che la sua fase sarà calante per raggiungere il terzo quarto il 25 luglio. Nel corso dei suoi cambi di fase, la Luna mostra ogni notte porzioni della sua faccia più piccole o più grandi a seconda che la fase sia calante o crescente. Queste fasi intermedie tra luna nuova e luna piena sono spesso dette mezzelune e vengono rappresentate come due archi di circonferenza. In realtà la figura geometrica che osserviamo nel cielo è un po' più complicata di così. Supponiamo (e tale supposizione è sufficientemente corretta, vista la distanza dalla nostra stella) che i raggi del Sole che colpiscono la Luna arrivino sulla sua superficie paralleli. QUesti raggi illuminano così una porzione della Luna, che nel suo complesso è approssimabile a una sfera. Quindi la porzione illuminata dai raggi è una emisfera così come la porzione in ombra. Questo implica che la superficie di separazione tra i due emisferi è una circonferenza, generata dall'intersezione tra il piano perpendicolare ai raggi solari e la sfera lunare che viene tagliata da questo piano. A causa dell'angolazione sotto la quale osserviamo la semicirconferenza della parte rivolta verso la Terra, questa curva in realtà risulta essere una semiellisse, ovvero una ellisse tagliata a metà lungo il suo asse maggiore.

Ritratti: Alhazen

C'è chi in carcere passa il tempo a scrivere delle "Mie prigioni", e chi invece scrive un libro sull'ottica. Qualcuno come Alhazen, per esempio.

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Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham, o seplicemente ibn al-Haytham, latinizzato in Alhazen è stato un matematico arabo, ritenuto il primo dei fisici teorici, oltre ad aver sviluppato il metodo scientifico con circa trecento anni d'anticipo rispetto agli scienziati del rinascimento e anche più rispetto a coloro che lo formalizzarono in maniera più dettagliata, il filosofo Bacone e il matematico Galilei, per esempio.
Le informazioni sulla sua vita non sembrano molte, almeno stando a quanto scritto su en.wiki o sulla Britannica.
Alhazen, nato a Basra (da qui uno degli appellativi con cui è noto, al-Basri), andò in Egitto presso il califfo al-Hakim, mecenate della scienza ma anche particolarmente crudele (soprannominato il califfo pazzo). Non sono chiare le condizioni che lo hanno portato presso la corte di un così pericoloso personaggio. Secondo lo storico Ibn al-Qifṭī, vissuto un paio di secoli dopo Alhazen, il matematico fu chiamato dal califfo per dimostrare quanto affermava: ovvero di essere in grado di regolare le acque del Nilo. Secondo altri, invece, fu lo stesso Alhazen a proporre il progetto al califfo. Ad ogni buon conto sembra che il progetto, conclusi i conti, si rivelò impraticabile e a questo punto sembra che il califfo, non prendendo nel verso giusto la notizia, decise di condannare Alhazen. Quest'ultimo, allora, evidentemente per evitare pene peggiori, decise di fingersi pazzo⁽¹⁾, restando così prigioniero delle carceri egizie dal 1011 al 1021, anno della morte del califfo.
Questo decennio non fu infruttuoso: Alhazen, infatti, portò avanti una serie di esperimenti di ottica che sfociarono in uno dei primi e più importanti testi sull'argomento, il Libro dell'ottica (in originale Kitab al-Manazir), un'opera in sette volumi dove lo scienziato arabo presentò la sua teoria della visione oculare, supportata sia da un apparato matematico/geometrico sia da una serie di esperimenti. L'opera fondamentale per il libro di Alhazen da cui, di fatto, prese le mosse, fu l'Ottica di Tolomeo.

Ritratti: Thomas Harriot

Una delle più importanti rivoluzioni che il mondo ha visto è stata quella scientifica, fatta di storie piccole che con la forza della conoscenza hanno modificato alcuni aspetti della vita quotidiana. Il periodo però chiave per questa rivoluzione, quanto meno dal punto di vista Occidentale, parte con la fine del Cinquecento e gli inizi del Seicento. Se, infatti, si contano scienziati che, più o meno separatamente, anche nel tempo (vedi Jabir ibn Hayyan), hanno cercato di introdurre elementi sistematici nelle discipline scientifiche, è proprio in questo lasso di tempo che iniziano a farsi largo una serie di figure storicamente importanti per la scienza in generale. E molti di questi personaggi ebbero anche problemi con le istituzioni religiose, o comunque con il pensiero comune del tempo. Ad esempio Leonardo da Vinci, che anticipò la rivoluzione scientifica di mezzo secolo almeno, portava avanti più o meno clandestinamente le sue operazioni di dissezione dei cadaveri (7). Di Galileo, Kepler, Copernico le difficoltà in vita con la Chiesa sono, poi, note. E difficoltà analoghe le ebbe anche Thomas Harriot, matematico, astronomo, navigatore britannico, che venne accusato in maniera più o meno esplicita di ateismo insieme con sir Walter Raleigh, al cui servizio lavorò come navigatore, in particolare per alcune spedizioni nel nuovo mondo. In particolare sembra che fece parte di una prima spedizione che, salpata verso la famosa Roanoke, doveva preparare il terreno per la prima colonia britannica nelle terre scoperte da Colombo nel 1492. Ciò che è certo è che al suo rientro in patria scrisse e pubblicò nel 1588 un resoconto, A Briefe and True Report of the New Found Land of Virginia, che però sembra essere solo una versione breve di un più ampio e dettagliato resoconto, rimasto introvabile⁽¹⁾.
E' in ogni caso questo il momento in cui arrivano su Raleigh le accuse di ateismo, che inevitabilmente allontanano il matematico dall'esploratore. Harriot si era avvicinato a Raleigh grazie alla sua laurea in matematica, che dallo studio di alcuni documenti ufficiali, ha conseguito nel 1580 a Oxford, dove si era iscritto tre anni prima all'età di 17 anni. Thomas riuscì a far fruttare questa laurea nel campo della navigazione, anche grazie all'interesse di Raleigh nello sfruttamento della disciplina per migliorare la navigazione, come scrive ad esempio Hakluyt:

Ever since you perceived that skill in the navigator's art, the chief ornament of an island kingdom, might attain its splendour amongst us if the aid of the mathematical sciences were enlisted, you have maintained in your household Thomas Harriot, a man pre-eminent in those studies, at a most liberal salary, in order that by his aid you might acquire those noble sciences in your leisure hours ...⁽¹⁾

I progressi ottenuti da Harriot, e quindi la fiducia nelle sue capacità, non si fanno attendere, come testimoniato da Pepper:

... he solved the problem of reconciling the sun and pole star observations for determining latitude, introduced the idea of using solar amplitude to determine magnetic variation and, as well as improving methods and devices for observation of solar or stellar altitudes, he recalculated tables for the sun's declination on the basis of his own astronomical observations. ... he produced a practical numerical solution of the Mercator problem, most probably by the addition of secants ...⁽¹⁾

La fama di Raleigh di miglior navigatore del suo tempo è dunque dovuta essenzialmente ai progressi di Thomas Harriot, che nel momento in cui il suo primo mecenate iniziò a perdere potere, decise di cambiare datore di lavoro, passando alle dipendenze di Henry Percy, duca di Northumberland. Il rapporto con Percy gli permise di entrare a far parte della casta della nobiltà terriera, ovvero di quella fascia di popolazione che, pur non avendo alcuna origine nobiliare, era riuscita ad ottenere dei possedimenti.⁽¹⁾
In questa situazione economicamente stabile il matematico scoprì una serie di risultati, che però non gli furono completamente attribuiti a causa di una mancanza di pubblicazione degli stessi. Uno degli esempi in questo senso è certamente la legge di rifrazione, che oggi porta il nome di legge di Snell e scoperta da questi nel 1621, ovvero 20 anni più tardi, come risulta dagli appunti, della scoperta di Harriot. La stessa scoperta di Snell venne pubblicata nel 1637 e non da Snell, ma da Cartesio.⁽¹⁾

Un altro problema ottico che interessò Harriot fu il problema di Alhazen.
Abū ʿAlī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Haytham, noto anche come Ibn al-Haytham o al-Basri, latinizzato in Alhacen e poi divenuto anche Alhazen, è stato un filosofo, astronomo e matematico arabo vissuto tra la fine del primo e l'inizio del secondo millennio. Uno dei suoi principali interessi fu nell'ottica, della quale è considerato uno dei padri, raccogliendo le sue osservazioni in un trattato, pubblicato in latino con il titolo Opticae thesaurus⁽³⁾. Il trattato venne pubblicato in Occidente per la prima volta nel 1572 e il problema con la sua soluzione vengono raccontati alle pagine 144-148 di quell'edizione, nelle proposizioni 34, 38 e 39⁽³⁾. Il problema possiamo così enunciarlo:

Un wikipediano italiano sulla copertina di Nature

Visto e considerato che ancora alla mezzanotte di ieri il comunicato stampa in italiano non era stato pubblicato da nessuno, e avendo io in mano questo stesso comunicato, che ho revisionato in italiano, ho deciso di pubblicarlo, dando ampio rilievo nel titolo al fatto che un wikipediano è finito, grazie alla sua ricerca, sulla copertina della prestigiosa "Nature".
All'estero, invece, l'articolo, dopo la pubblicazione della press release ufficiale, è stato rilanciato sia da Science Daily, sia da physicsworld.com, che è certo più del nulla italiano.

Un team di ricercatori dell'Università di Firenze e dell'Università di Twente (Olanda) è riuscito a ottenere immagini nitide di oggetti nascosti dietro uno schermo opaco. Questa importante ricerca è stata pubblicata su Nature, una delle riviste scientifiche più prestigiose al mondo.

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(a) Un oggetto di prova, a forma della lettera greca "$\pi$", è stato realizzato usando del polimero fluorescente. Questo è stato poi posto dietro a uno schermo di vetro completamente opacizzato in modo da nasconderlo alla vista.
(b) Un fascio laser è stato poi fatto incidere sullo schermo. Mantenendo il punto di incidenza costante l'alone di fluorescenza diffusa (l'unica cosa visibile attraverso il vetro opacizzato) è stato misurato al variare dell'angolo di incidenza.
(c) L'immagine così misurata non ha alcuna apparente somiglianza con l'oggetto originale. Ma le informazioni sulla forma dell'oggetto sono nascoste in questa trama apparentemente caotica.
(d) Attraverso l'uso di un algoritmo numerico è possibile estrarre la vera immagine dell'oggetto nascosto.

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Moltissimi materiali, come la carta, la pelle o il vetro smerigliato, appaiono opachi perché diffondono la luce. In questi materiali la luce non può muoversi in linea retta, ma solo seguendo un cammino irregolare e casuale (in gergo tecnico: un cammino aleatorio). Di conseguenza risulta impossibile ottenere un'immagine chiara di un oggetto nascosto dietro un materiale del genere. Nel corso degli anni sono stati sviluppati diversi approcci per ricostruire un'immagine nitida attraverso materiali semi-trasparenti. Ma con questi sistemi non è possibile vedere attraverso un materiale completamente opaco.
Una collaborazione fra l'Università di Firenze ed il MESA+ Institute all'Università di Twente (Olanda) è adesso riuscita a fare proprio questo. I ricercatori hanno fatto incidere sullo schermo opaco un fascio laser, illuminando così l'oggetto nascosto con la luce diffusa (scatterata in gergo tecnico). L'intensità dell'alone di luce fluorescente visibile attraverso il vetro opacizzato è stata poi misurata al variare dell'angolo di incidenza del fascio laser. Il Prof. Mosk, il coordinatore del gruppo di ricerca olandese, fa notare che:

Mentre la misura della fluorescenza non può essere direttamente usata per ottenere un'immagine dell'oggetto originale, essa nasconde tutte le informazioni necessarie per farlo. Solo che queste non sono in una forma direttamente utilizzabile. Jacopo Bertolotti ed Elbert van Putten, i due primi autori di questo articolo, hanno avuto una brillante idea su come estrarre da questa misura abbastanza informazioni da permettere la ricostruzione dell'immagine.

Questo può essere fatto tramite un algoritmo iterativo che cerca di indovinare le informazioni mancanti e poi, progressivamente, raffina e testa l'ipotesi iniziale. Con questo metodo sono riusciti a ottenere l'immagine di un oggetto nascosto grosso appena 50 micrometri (la dimensione tipica di una cellula).
I ricercatori prevedono che il loro lavoro porterà a nuove forme di microscopia, capaci di formare immagini nitide in mezzi fortemente scatteranti. Dice Allard Mosk:

Questo sarà estremamente utile nel campo delle nanotecnologie. Quello che vorremmo è rendere visibili strutture nascoste in ambienti complessi come i microprocessori.

I ricercatori sognano anche di sviluppare questa tecnica per rendere possibile vedere oggetti nascosti sotto la pelle. "Ma per il momento", dice il Prof. Mosk, "Il nostro metodo non è abbastanza veloce".

Questa ricerca è stata supportata dal FIRB "Futuro in ricerca 2008" (progetto RBFR08UH60), la Fondazione per la Ricerca Fondamentale sulla Materia (FOM), la Fondazione per la Tecnologia (STW) e il Consiglio Europeo della Ricerca (ERC).

Dettagli dell'articolo: L'articolo Non-invasive imaging through opaque scattering layers è stato realizzato da
Jacopo Bertolotti dell'Università degli studi di Firenze, Elbert G. van Putten, Christian Blum, Ad Lagendijk, Willem L. Vos and Allard P. Mosk, del gruppo Complex Photonic Systems (COPS) dell'Istituto per le Nanotecnologie MESA+ all'Università di Twente in Olanda. Ad Lagendijk è anche affiliato all'istituto AMOLF di Amsterdam e Christian Blum è affiliato al gruppo Nanobiophysics (NBP) dell'Istituto per le Nanotecnologie MESA+ all'Università di Twente in Olanda. Elbert van Putten e Jacopo Bertolotti hanno contribuito in maniera eguale a questo lavoro.

Guardare attraverso uno schermo opaco

Sono orgoglioso di pubblicare un articolo di approfondimento che ha per protagonista un amico di Wikipedia come Jacopo Bertolotti, che ha finalmente avuto l'onore di vedere un suo articolo, dove è primo autore, pubblicato sulla prestigiosa rivista "Nature".
Ammetto di aver ricevuto questo articolo, che ha anche avuto l'onore della copertina del numero, da un paio di settimane circa, quindi spero di aver reso un buon servizio a Jacopo e a tutti i suoi colleghi.

Recentemente mi è stato chiesto come mai il vetro è trasparente mentre altri materiali non lo sono. La sua trasparenza è sostanzialmente dovuta all'interazione tra gli elettroni del vetro e la luce incidente, e quindi discende dall'interazione tra i fotoni (o le radiazioni elettromagnetiche) e la materia. Un fotone, quando colpisce la materia, può essere assorbito, riflesso o continuare il suo cammino senza subire alcuna modifica. Questi differenti comportamenti sono dovuti ai livelli energetici occupati dagli elettroni degli atomi che costituiscono la materia con cui interagisce il fotone, in particolare dalla differenza di energia tra questi livelli. Sappiamo, grazie all'effetto fotoelettrico e alla spiegazione che ne ha dato Einstein, che gli elettroni vengono eccitati, ovvero acquistano energia grazie ai fotoni incidenti solo se l'energia di questi fotoni è uguale (o superiore) all'energia necessaria per saltare a uno dei livelli successivi. Questo vuol dire che se la luce non eccita gli elettroni del materiale, questo è trasparente al suo passaggio, proprio come avviene nel vetro: la luce visibile, infatti, non ha energia sufficiente per eccitare gli elettroni del vetro, che risulta quindi trasparente al suo passaggio, nonostante i raggi di luce vengano comunque riflessi.
Se prendiamo una lastra di vetro, dunque, e la facciamo colpire da luce proveniente da una sua estremità, una parte dei raggi verrà riflessa e quindi rilevata da un dispositivo (come il nostro occhio) posto ad esempio all'estremità opposta. Non tutti i raggi riflessi, però, percorreranno un cammino lungo uguale e quindi non tutti i raggi raggiungeranno nello stesso tempo l'occhio.

Qualcosa del genere avviene anche quando la luce attraversa i vetri delle nostre finestre: i raggi di luce non viaggiano tutti alla stessa velocità.

Per permettere a tutti i raggi di luce di raggiungere il punto di rilevazione contemporaneamente si può costruire una struttura che va via via assottigliandosi man mano che ci si avvicina alle estremità, ovvero si costruisce una lente.

Uno dei modi per utilizzare una lente è ad esempio per l'ingrandimento degli oggetti, però non tutti gli ingrandimenti possono essere fatti utilizzando delle lenti che sfruttano la luce visibile. Se infatti abbiamo oggetti che si trovano a una scala inferiore ai 200 nm, le usuali lenti ottiche non sono in grado di risolverne i dettagli. A meno di non costruire una lente HIRES⁽¹⁾ (High Index Resolution Enhancement by Scattering). Questa lente, sviluppata dal gruppo di van Putten e Bertolotti (il nostro Jacopo!) è costituita:

(...) of a homogeneous slab of high-index material on top of a strongly disordered scattering layer. The disordered layer breaks the translational invariance of the interface, which enables incident light to be coupled to all propagating angles inside the highrefractive-index material as shown in figure.

Yet multiple scattering also scrambles the wavefront creating a speckle-like pattern on the object plane that itself cannot be used for imaging. Therefore we manipulate the incident wavefront in order to force constructive interference of the scattered light at a position in the object plane of our HIRES-lens.⁽¹⁾

Gigafoto

Alle volte mi capita di utilizzare l'applicazione per Android Wondershare Panorama, con la quale si riescono a fare delle comunque buone foto panoramiche. Certo si potrebbe fare meglio, non solo usando delle macchine (e delle tecniche) professionali, ma anche rispetto alle usuali camere più avanzate in commercio: infatti queste, a partire dalle camere incluse negli smartphone, hanno un'apertura che spazia in un range tra 1 e 10 megapixel⁽¹⁾. In teoria⁽²⁾ saremmo già stati in grado, un èpo' di tempo fa, di aggiornare questi limiti. Se definiamo $SW$ come il limite superiore per il numero di canali che possono essere gestiti in parallelo⁽²⁾, dopo un po' di calcoli, Adolf W. Lohmann ha scoperto che senza aberrazione, questa dovrebbe aumentare con dipendenza quadratica dal fattore di scala $M$⁽²⁾. Questo risultato è differente da quello dell'ottica geometrica, che stabilisce che $SW$ è indipendente dal fattore di scala.

Questo risultato non può essere realistico, altrimenti, i sistemi con lenti a lunghezza focale molto lunga sarebbero piuttosto inutili. In pratica, le aperture di questi sistemi lunghi sono ridotte, più o meno secondo la regola empirica⁽²⁾

Ora un gruppo di ricercatori ha sviluppato un nuovo sistema fotografico in grado di risolvere fino a 50 gigapixel: AWARE-2⁽¹⁾.
Per comprendere meglio delle possibilità di questo sistema, vi metto qui sotto le foto diffuse nell'articolo uscito su Nature⁽¹⁾:

Un po' d'ordine, please

Partiamo dalla fine. Ieri al Dipartimento di Fisica in via Celoria a Milano, Luca Stanco prima e Francesco Villante poi hanno presentato due seminari sulla misura della velocità superluminale dei neutrini. Di novità vere e proprie, in effetti ce n'è una sola, data da Stanca.
Luca è uno dei 15 collaboratori di OPERA che non ha firmato, per vari motivi, il famoso preprint con la misura. Di motivi ce ne sono alcuni, per non essere sicuri già solo della pubblicazione, visto il tipo di risultato che si andava a presentare. Ad ogni modo alcuni di questi, comunque abbastanza noti, sono nell'assoluta certezza che le due funzioni di distribuzione delle probabilità di protoni e neutrini siano identiche. Ricordo, infatti, come già ricordò ieri Stanco, che i neutrini vengono prodotti a partire da un fascio di protoni, che poi sono questi a venire misurati al CERN (abbastanza interessante notare come la differenza di velocità tra protoni e neutrini prodotti è pressoché trascurabile). A questo sono da aggiungere eventuali correzioni al moto della Terra, che sono comunque state fatte e hanno portato ad aumentare il ritardo dei fotoni di circa 2 ns, e la chiarificazione di tutti quegli altri piccoli dettagli che potrebbero contribuire al tempo di volo, senza dimenticare uno studio per capire la presenza di eventuali effetti dovuti all'alternanza di giorno e notte o alla stagionalità. Tutti questi motivi, però, non sono alla base dell'annuncio che Stanco ha diffuso ieri alla chiusura del suo seminario, ovvero che

La collaborazione ha deciso di rinviare di un mese la sottomissione dell'articolo su rivista referata.

Il motivo principale (anche se di motivi ce ne sono due, ma non ho fatto in tempo, uno, ad appuntarlo) è che al CERN stanno preparando dei nuovi treni di protoni appositamente per ripetere la misura sulla velocità del neutrino. Misura che si stanno attrezzando a ripetere sia quelli di MINOS sia quelli di BOREXINO, esperimento adiacente a quello di OPERA.
La seconda parte del pomeriggio è invece passata ascoltando il teorico Villante che ha fatto un breve esame di alcuni (3/4 articoli) tra l'ottantina di preprint usciti da allora su arXiv. Della selezione fatta, oltre all'articolo di Glashow e Cohen, che ha fatto dire in giro un po' dappertutto che l'esperimento di OPERA veniva così falsificato (leggete, ad esempio, Reading science o Tommaso Dorigo dopo l'uscita del preprint di ICARUS sulla faccenda), Villante ha anche tirato fuori dal cilindro un interessante preprint di Micozzi e Bellini che ha animato la discussione nonostante Villante avesse già mostrato come l'idea non era per nulla sufficiente per spiegare il risultato di OPERA. Una spiegazione ottica, o più o meno ottica, è sembrata intrigare non poco i convenuti, ai quali probabilmente è sfuggito un altro preprint, quello di sua maestà sir Michael Berry, scritto tra l'altro insieme con Brunner, uno dei fisici che all'inizio di questo millennio ha lavorato proprio alla superluminalità ottica. Nel loro articolo, sottomesso, per inciso, al Journal of Physics A, arrivano alle stesse conclusioni di Villante, peraltro riproducendo il termine presente nel preprint di Micozzi e Bellini per altre, più brevi vie. E vediamo un po' quale è la storia di questa spiegazione ottica.

Tutto inizia (almeno il mio interesse sulla questione) con la citazione finale di Fast light, fast neutrinos? by Kevin Cahill⁽¹²⁾:

A group velocity faster than $c$ does not mean that photons or neutrinos are moving faster thsn the speed of light.

Il preprint è di appena una paginetta: è una breve analisi nella scrive che è possibile per la velocità di gruppo essere maggiore rispetto a quella della luce, come hanno mostrato alcune osservazioni sperimentali. La storia di queste osservazioni inzia nel 1982⁽¹⁾, ma una interessante collezione di lavori sull'argomento si può trovare in Bigelow⁽⁷⁾ e Gehring⁽¹¹⁾. Sperimentalmente, quando alcuni impulsi viaggiano all'interno di un mezzo altamente dispersivo, possono avvenire una serie di effetti esotici, e uno di questi è una velocità di gruppo negativa, che coincide con una velocità superluminale.
Nei lavori di Bigelow e Gehring non c'è una vera e propria spiegazione teorica. Ad esempio Bigelow propone:

(...) la combinazione di differenti sezioni d'urto d'assorbimento e del tempo di vita medio degli ioni Cr³⁺ sia nei siti di riflessione sia in quelli di inversione all'interno del reticolo cristallino di BeAl₂O₄. L'ondadi propagazione supeluminale è prodotta da un antibuco stretto [612 Hz] nello spettro di assorbimento degli ioni Cr³⁺ nei siti di riflessione dell'alessandrite, e la luce lenta si origina da un ancora più stretto buco nello (8.4 Hz) nello spettro di assorbimento degli ioni Cr³⁺ nei siti di inversione.

Nel modello il gruppo di Bigelow ha anche considerato

(...) l'influenza degli ioni sia nei siti di inversione sia in quelli di riflessione. In più, le sezioni d'urto di assorbimento sono assunte differenti a differenti lunghezze d'onda.

Le frecce indicano le localizzazioni dei siti ionici che hanno simmetria di riflessione o di inversione. Sulla destra, i corrispondenti diagrammi energetici per gli ioni Cr³⁺ per i diversi siti.