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Cristallo quantistico per la ricerca della materia oscura

05.08.2021

Gli scienziati hanno utilizzato l'entanglement quantistico e l'inversione del tempo in un cristallo che è stato in grado di risolvere uno dei più grandi misteri dell'universo. Un nuovo studio riporta che è stato creato un cristallo quantistico con una sensibilità senza precedenti che potrebbe essere potenzialmente utilizzato per rilevare la materia oscura, la misteriosa sostanza che costituisce la stragrande maggioranza della materia nel nostro universo.

Il rivoluzionario sensore è stato sviluppato presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti e si basa su due processi molto strani: l'entanglement quantistico e il "tempo di inversione".

Il minuscolo cristallo blu, che misura appena 200 micrometri, è dieci volte più sensibile dei precedenti sensori atomici. Può sintonizzarsi su frequenze che gli scienziati ritengono siano emesse da ipotetiche particelle chiamate assioni, un candidato leader per la materia oscura, inclusa una gamma di segnali che non vengono rilevati da nessun altro sensore esistente.

Catturare un vero assione potrebbe contenere la chiave per uno dei più grandi misteri irrisolti della scienza: la natura della materia oscura. Gli scienziati sanno che la materia oscura esiste perché possiamo vedere il suo enorme effetto gravitazionale sulla materia barionica "normale" che costituisce i nostri corpi, pianeti e stelle. Ma poiché la materia oscura non emette nessuno dei soliti segnali, è difficile da osservare e spiegare, anche se ce n'è cinque volte più della materia ordinaria.

Nonostante questa allettante applicazione della materia oscura, la capacità del team di ottenere l'accoppiamento quantistico tra le proprietà meccaniche ed elettromagnetiche di un cristallo è la scoperta "più importante" dello studio, ha affermato Ana Maria Rey, fisica teorica del JILA, un istituto congiunto di NIST e l'Università del Colorado a Boulder, coautore dello studio.

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Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

L’esistenza di una regola entropica per l’entanglement quantistico è stata dimostrata 09.05.2024

La meccanica quantistica continua a stupirci con i suoi fenomeni misteriosi e le scoperte inaspettate. Recentemente Bartosz Regula del Centro RIKEN per l'informatica quantistica e Ludovico Lamy dell'Università di Amsterdam hanno presentato una nuova scoperta che riguarda l'entanglement quantistico e la sua relazione con l'entropia. L’entanglement quantistico gioca un ruolo importante nella moderna scienza e tecnologia dell’informazione quantistica. Tuttavia, la complessità della sua struttura rende difficile comprenderla e gestirla. La scoperta di Regulus e Lamy mostra che l'entanglement quantistico segue una regola dell'entropia simile a quella dei sistemi classici. Questa scoperta apre nuove prospettive nel campo della scienza e della tecnologia dell’informazione quantistica, approfondendo la nostra comprensione dell’entanglement quantistico e della sua connessione con la termodinamica. I risultati dello studio indicano la possibilità di reversibilità delle trasformazioni di entanglement, che potrebbe semplificare notevolmente il loro utilizzo in varie tecnologie quantistiche. Apertura di una nuova regola ... >>

Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

Con lo sviluppo della tecnologia e l’uso crescente dell’elettronica, la questione della creazione di fonti energetiche efficienti e sicure sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università del Queensland hanno svelato un nuovo approccio alla creazione di batterie a base di zinco ad alta potenza che potrebbero cambiare il panorama del settore energetico. Uno dei problemi principali delle tradizionali batterie ricaricabili a base d’acqua era il loro basso voltaggio, che ne limitava l’utilizzo nei dispositivi moderni. Ma grazie ad un nuovo metodo sviluppato dagli scienziati, questo inconveniente è stato superato con successo. Nell'ambito della loro ricerca, gli scienziati si sono rivolti a uno speciale composto organico: il catecolo. Si è rivelato un componente importante in grado di migliorare la stabilità della batteria e aumentarne l'efficienza. Questo approccio ha portato ad un aumento significativo della tensione delle batterie agli ioni di zinco, rendendole più competitive. Secondo gli scienziati, tali batterie presentano numerosi vantaggi. Hanno b ... >>

Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

La tolleranza per la dissonanza arriva con l'età 05.04.2015

I cambiamenti dell'udito legati all'età sono solitamente spiegati dal fatto che i recettori speciali nell'orecchio interno muoiono, che catturano le vibrazioni sonore e le trasformano in un segnale nervoso. Come sai, il suono entra prima nel timpano, da esso passa agli ossicini uditivi (martello, incudine e staffa) e da questi, a loro volta, all'orecchio interno pieno di liquido. Qui, sulle membrane dell'organo di Corti, sono presenti cellule ciliate che reagiscono alle fluttuazioni del mezzo liquido: i loro peli deviano, attivando canali ionici nella membrana cellulare. Come risultato di complessi processi neurochimici, una vibrazione meccanica viene convertita in un impulso neurochimico, che viene inviato all'analizzatore uditivo del cervello.

Se ci sono poche cellule ciliate di questo tipo, se si rompono e funzionano male, l'udito peggiora: ad esempio, smettiamo di distinguere le alte frequenze. Tuttavia, ci sono altri cambiamenti che si verificano nei nostri apparecchi acustici con l'età: nel cervello stesso, le cellule responsabili dell'elaborazione del segnale acustico iniziano a reagire in modo diverso ad esso. In particolare, la loro attività temporale cambia: diversi gruppi di neuroni, che si accendono in una certa sequenza in risposta al suono, escono improvvisamente dal loro consueto "programma". In che modo questo può influenzare la percezione dei suoni?

Più recentemente, Oliver Bones ei suoi colleghi dell'Università di Manchester hanno dimostrato che il comportamento dei neuroni nel tempo determina la percezione delle consonanze e delle dissonanze sonore. Sarebbe logico presumere che i cambiamenti legati all'età nell'attività temporale delle cellule nervose influenzeranno il modo in cui una persona ascolta la musica. Per testare la loro ipotesi, i ricercatori hanno chiesto a dozzine di volontari di valutare diversi intervalli audio su una scala da "molto piacevole" a "molto spiacevole". Gli intervalli stessi andavano da una piccola seconda, che suona molto acuta, a una quinta pura armoniosa (il solito sistema temperato uniforme della musica europea è stato preso come base).

Poi sono stati ascoltati di nuovo gli stessi intervalli, ma ora i partecipanti all'esperimento hanno registrato simultaneamente l'attività di gruppi di neuroni dal tronco cerebrale (gli stessi che distinguono le dissonanze dalle consonanze). Come scrivono gli autori del lavoro nel Journal of Neuroscience, nei giovani la codifica temporale delle eufonie e delle dissonanze ha funzionato perfettamente. Cosa non si può dire degli anziani o delle persone che si avvicinano alla vecchiaia (cioè oltre i 40 anni): le loro differenze di tempo nell'attività neurale su consonanze e dissonanze non erano troppo grandi. E questo si rifletteva nella percezione degli intervalli: gli anziani non erano tanto irritati dalle dissonanze quanto i giovani, e, al contrario, ricevevano meno piacere dalle consonanze. Vale la pena notare che nessuno dei partecipanti all'esperimento ha suonato uno strumento e nessuno di loro ha provato a studiare musica almeno negli ultimi cinque anni, quindi sarebbe interessante ripetere lo stesso esperimento, ma con musicisti professionisti.

Da un lato, i risultati ottenuti suggeriscono che i cambiamenti dell'udito legati all'età sono molto più complessi, che non solo iniziamo a sentire peggio, ma percepiamo anche ciò che sentiamo in modo diverso. D'altra parte, questo significa che con l'età potremmo improvvisamente apprezzare la musica dissonante, che è il XX e il XXI secolo. particolarmente ricco? Difficilmente. Anzi, per sentire bene la dissonanza, bisogna sentire bene la consonanza, e gli anziani, come si è detto, generalmente sono peggiori a distinguere la dissonanza dalla consonanza. Tuttavia, la percezione della musica non si riduce ancora alla sola distinzione tra accordi euforici e dissonanti, quindi non sarebbe del tutto corretto affermare che le persone anziane in generale ascoltano la musica peggio.

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