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skyrmion volanti

09.11.2021

L'ottica topologica e la fotonica topologica sono diventate aree "calde" della scienza dagli anni '1980 dopo la scoperta delle singolarità nei campi magnetici. E il relativamente recente Premio Nobel, assegnato per la scoperta e lo studio delle caratteristiche topologiche nella fisica della materia condensata, ha ulteriormente stimolato l'interesse della comunità scientifica, perché tutto ciò apre prospettive per l'implementazione di tipi non banali di interazioni di onde con la materia. Questo, a sua volta, può essere utilizzato in una serie di nuove tecnologie per la trasmissione di informazioni ed energia su lunghe distanze.

Un gruppo di fisici del Regno Unito e di Singapore ha annunciato la scoperta di una nuova "famiglia" di impulsi elettromagnetici con topologia toroidale. Questi impulsi sono l'incarnazione fisica ideale delle soluzioni delle equazioni di Maxwell, il che rende possibile controllarne la complessità topologica e ottenere la cosiddetta topologia supertoroidale. I campi elettromagnetici di tali impulsi supertoroidali formano strutture che coincidono quasi completamente con la struttura degli skyrmioni, che in condizioni normali sono "vortici" di campi magnetici nel mezzo di alcuni materiali magnetici. Solo ora gli skyrmion di impulsi supertoroidali volano nello spazio quasi alla velocità della luce.

Gli Skyrmion, quasi-particelle topologiche complesse, furono scoperti da Tony Skyrme nel 1962 nel tentativo di creare un modello unificato del nucleone. Come accennato in precedenza, gli skyrmion sono vortici magnetici di dimensioni nanometriche con strutture ordinate. Queste quasiparticelle sono già state ben studiate in molti sistemi di materia condensata, inclusi esotici come il condensato di Bose-Einstein, magneti chirali, superconduttori e cristalli liquidi. Ma se gli skyrmion possono volare, si aprirà una gamma infinita di nuove possibilità per le prossime generazioni di dispositivi informatici.

L'impulso supertoroidale, chiamato dagli scienziati "ciambella volante", include strutture toroidali ricorsive, per cui la configurazione del suo campo elettromagnetico ricorda una bambola che nidifica. E la complessità topologica di un tale impulso può essere controllata semplicemente, il numero di impulsi toroidali incorporati in esso può essere aumentato o diminuito, la direzione della torsione del vortice magnetico può essere controllata, ecc.

Le caratteristiche topologiche degli impulsi supertoroidali forniscono ulteriori "gradi di libertà" che possono essere utilizzati come vettori di informazioni per sistemi ottici di codifica-decodifica, sistemi di misura di vario genere, sistemi di visualizzazione delle informazioni ad altissima risoluzione e, naturalmente, sistemi per la trasmissione wireless di informazioni ed energia su lunghe distanze.

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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

Vibrazioni periodiche di natura sconosciuta che si trovano all'interno dei neutroni 14.11.2021

Gli scienziati che lavorano con l'acceleratore di particelle BEC-II cinese hanno trovato prove dell'esistenza di oscillazioni periodiche di natura sconosciuta all'interno dei neutroni.

Le misurazioni hanno mostrato che la struttura elettromagnetica del neutrone cambia in modo periodico. Qualcosa di simile è stato precedentemente registrato per i protoni. Successivi esperimenti e calcoli teorici ci aiuteranno a capire come nascono queste oscillazioni e quale ruolo svolgono nella struttura dei nucleoni.

Quasi tutte le particelle elementari sono costituite da piccoli oggetti che i fisici chiamano quark e gluoni. Ci sono tre quark in protoni, neutroni e altre particelle barioniche "pesanti". I loro "fratelli" più piccoli - i mesoni - sono costituiti da due componenti simili, uno dei quali è un antiquark, il componente base dell'antimateria.

Gli scienziati cercano da tempo di capire come si distribuiscono i quark all'interno di protoni, neutroni e altre particelle, nonché di studiare come interagiscono tra loro e con il "mare" dei quark virtuali, che appaiono e scompaiono continuamente in qualsiasi punto dello spazio. Tutte queste interazioni, come suggeriscono gli scienziati, influenzano la struttura delle particelle, la loro dimensione, massa e altre proprietà, i cui risultati delle misurazioni a volte non coincidono con le previsioni teoriche.

I fisici guidati dal professor Yuan Changzheng dell'Istituto di fisica delle alte energie (Cina) hanno scoperto una proprietà insolita dei neutroni mentre studiavano la loro struttura all'acceleratore di particelle BEC-II. Gli scienziati si sono scontrati con fasci di elettroni e positroni e hanno osservato la formazione di coppie di neutroni e antineutroni, che periodicamente si verificano a seguito dell'interazione di particelle di materia e antimateria. La velocità, l'energia e la direzione del movimento dei neutroni e degli antineutroni da essi generati dipendono dalla loro struttura interna, che è stata utilizzata dai fisici per misurazioni ultra precise della distribuzione dei quark all'interno di queste particelle.

I ricercatori hanno osservato collisioni di elettroni e positroni per diversi anni, il che ha permesso loro di migliorare l'accuratezza delle misurazioni della struttura dei neutroni di circa 60 volte rispetto ai precedenti esperimenti. Il miglioramento della qualità dei dati ha rivelato un fenomeno curioso che i fisici hanno già riscontrato diversi anni fa studiando la struttura dei protoni.

Nel 2013, gli scienziati che lavorano con l'installazione BaBar hanno scoperto prove che ci sono alcune fluttuazioni all'interno dei protoni che influenzano la natura della distribuzione di carica al suo interno. L'esatta natura di questo fenomeno è ancora un mistero per i fisici, poiché l'esistenza di queste oscillazioni non è prevista da alcuna teoria che descriva le interazioni dei quark.

Qualcosa di simile, come hanno scoperto Yuan Changzheng e i suoi colleghi, si verifica all'interno dei neutroni e le oscillazioni al loro interno si sono rivelate opposte in fase rispetto alla loro controparte all'interno dei protoni. Come sperano gli scienziati, i successivi esperimenti su BES-II e altri acceleratori di particelle aiuteranno a rivelare la natura di queste oscillazioni ea capire quale ruolo possono svolgere nel comportamento di neutroni e protoni.

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