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Spesso si dice che l’astronomia sia la branca più antica della scienza. In effetti, sin dall’antichità l’uomo ha osservato il cielo, ha catalogato gli oggetti che lo popolavano e ha distinto le stelle fisse da quelli che definiva “oggetti vagabondi”, i pianeti. Nel corso dei millenni, l’astronomia ha fatto passi da gigante, ma, sorprendentemente, alcune questioni basilari restano ancora aperte: dove sono esattamente le stelle? dove, nel grande schema dell’universo, si trova la Terra? qual è la forma e la struttura della galassia che ci ospita?

Allo scopo di investigare queste questioni, nel 2013 l’ESA (European Space Agency) ha inviato nello spazio Gaia, un satellite che svolgerà una missione astrometrica e invierà a Terra dati ad altissima precisione su oltre un miliardo di stelle. L’obiettivo finale, estremamente ambizioso, è una mappatura 3D della Via Lattea.

La fase osservativa di Gaia terminerà a fine 2019 e l'analisi finale dei dati proseguirà ancora per diversi anni dopo; ma, a settembre 2015, il team scientifico di Gaia ha rilasciato un primo round di dati i cui risultati stanno già cambiando la prospettiva che gli astronomi hanno della nostra galassia.

Ogni volta che spazzoliamo i capelli, centinaia di trilioni di elettroni saltano dai capelli alla spazzola. Queste particelle sono così piccole e sensibili che è quasi impossibile gestirle individualmente, ma, in un recente studio, un team di scienziati canadesi ha trovato un modo per farlo usando un microscopio a forza atomica (AFM, dall’inglese Atomic Force Microscope).

L’AFM è uno strumento comunemente usato dagli scienziati per visualizzare cose che sono troppo piccole per essere viste dai microscopi ottici. Il suo principio di funzionamento è stato paragonato alle dita di una mano che sfregano contro una superficie incisa con caratteri in Braille, con la differenza che il "dito" dello strumento è una punta superfina di pochi nanometri (cioè pochi miliardesimi di metro).

Ma anche una punta così microscopica è ancora troppo grande per spostare direttamente un elettrone – sarebbe come cercare di smuovere un granello di polvere usando la cima di un obelisco. Gli scienziati hanno quindi pensato a un metodo indiretto. Hanno avvicinato la punta dell’AFM fino a un nanometro da un atomo di silicio, una distanza sufficientemente ridotta da far cambiare all'atomo il suo orientamento grazie alle cosiddette forze di Van der Waals, una sorta di interazione elettrostatica debole a corto raggio. Questa nuova configurazione atomica ha indotto un singolo elettrone – proveniente dalla punta dell’AFM o da altrove, non è importante saperlo – a saltare in cima all'atomo di silicio riorientato. L’obiettivo, seppur indirettamente, è stato raggiunto: il singolo elettrone è stato spostato.