Nel settembre del 1950, dopo i devastanti incendi boschivi in Alberta, Canada, un fenomeno ottico unico tinse di blu brillante il Sole e la Luna in tutto l'emisfero settentrionale. Non si trattava di un evento astronomico, ma di una precisa interazione fisica tra la luce solare e particelle di fumo di dimensioni specifiche. Questo articolo esplora come la visualizzazione scientifica moderna, utilizzando strumenti come VGSTUDIO MAX e COMSOL Multiphysics, permetta di ricreare e comprendere questo raro evento di dispersione di Mie.
Modellazione di particelle e dispersione di Mie in COMSOL Multiphysics 🌌
Il segreto dietro la Luna Blu risiede nel diametro esatto delle particelle di fumo, vicino a 0,5 micrometri. Per simulare questo fenomeno, abbiamo prima utilizzato Materialise Mimics per segmentare ed estrarre la geometria di particelle reali di cenere da microtomografie. Successivamente, in COMSOL Multiphysics, abbiamo configurato un modello di bio-elettromagnetismo per calcolare la dispersione di Mie. Il software risolve le equazioni di Maxwell per un'onda piana incidente su una sfera dielettrica. I risultati mostrano che queste particelle agiscono come un filtro selettivo: disperdono fortemente la luce rossa (lunghezze d'onda lunghe) in tutte le direzioni, mentre la luce blu (lunghezza d'onda corta) le attraversa quasi senza ostacoli, arrivando direttamente all'occhio umano.
Visualizzazione volumetrica del filtro atmosferico in VGSTUDIO MAX 🔬
Per comunicare questo fenomeno in modo impattante, abbiamo portato i dati di campo lontano da COMSOL a Volume Graphics VGSTUDIO MAX. Qui, abbiamo importato il volume di particelle e sovrapposto le mappe di intensità di dispersione. La visualizzazione 3D permette di ruotare la nuvola di fumo e osservare come la componente rossa dello spettro solare venga assorbita e reindirizzata, mentre quella blu rimane collimata. Il risultato è un'infografica scientifica interattiva che non solo spiega l'evento storico del 1950, ma dimostra come la luce, la materia e le dimensioni siano importanti nell'ottica atmosferica.
Poiché la simulazione combina modelli multifisici di COMSOL con la visualizzazione volumetrica di VGSTUDIO MAX, i parametri ottici delle particelle di cenere degli incendi dell'Alberta sono stati critici per riprodurre la tonalità blu del sole e della luna nel render finale.
(PS: la fisica dei fluidi per simulare l'oceano è come il mare: imprevedibile e rimani sempre senza RAM)