Coppia particella-antiparticella dal vuoto. Novità gratuite sulla Biblioteca Tecnica

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Coppia sottovuoto particella-antiparticella

18.02.2022

Per la prima volta nella storia, scienziati dell'Università di Manchester hanno effettuato osservazioni sperimentali dirette del cosiddetto effetto Schwinger, un effetto sottile che può verificarsi solo nella regione di eventi cosmici ad alta energia come esplosioni di supernova, collisioni di stelle di neutroni e buchi neri. Applicando correnti elettriche ad altissimo potenziale a dispositivi di grafene appositamente progettati, gli scienziati sono stati in grado di creare coppie particella-antiparticella letteralmente dal nulla, da un profondo vuoto.

Secondo le teorie esistenti, il vuoto è uno spazio completamente vuoto, in cui non c'è materia e nemmeno particelle elementari. Tuttavia, 70 anni fa, il premio Nobel Julian Schwinger predisse che i campi elettrici e magnetici più forti potevano rompere la base del vuoto (continuum spazio-temporale), portando alla comparsa spontanea di coppie particella-antiparticella, le cosiddette coppie di Schwinger.

Un tale effetto richiede la partecipazione di forze su scale veramente cosmologiche: campi magnetici paragonabili in forza ai campi delle magnetar o potenziali elettrici derivanti dalle collisioni di oggetti spaziali compatti ad alta energia. Lo studio di tali processi e fenomeni è una delle direzioni principali della fisica moderna e per l'attuazione di tali studi è già prevista la costruzione di nuove installazioni di collider ad alta energia.

Tuttavia, un gruppo di ricerca di Manchester, guidato dal professore premio Nobel Sir Andrew Game, ha utilizzato il grafene per produrre coppie positrone-elettrone usando l'effetto Schwinger.

Gli scienziati hanno realizzato una serie di dispositivi dal grafene, come giunzioni strette e superreticoli, con i quali sono stati generati i campi elettrici più forti all'interno di una configurazione abbastanza semplice che si adatta a un desktop tipico. E gli scienziati sono stati in grado di osservare chiaramente l'aspetto di coppie di elettroni e buchi di elettroni, che sono una specie di analogo solido del positrone. Allo stesso tempo, tutte le caratteristiche del processo di produzione di particelle e antiparticelle erano pienamente coerenti con le previsioni teoriche esistenti.

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Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

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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, ... >>

Principale fattore di rischio per la dipendenza dal gioco d'azzardo 07.05.2024

I giochi per computer stanno diventando una forma di intrattenimento sempre più popolare tra gli adolescenti, ma il rischio associato di dipendenza dal gioco rimane un problema significativo. Gli scienziati americani hanno condotto uno studio per determinare i principali fattori che contribuiscono a questa dipendenza e offrire raccomandazioni per prevenirla. Nel corso di sei anni, 385 adolescenti sono stati seguiti per scoprire quali fattori potessero predisporli alla dipendenza dal gioco d'azzardo. I risultati hanno mostrato che il 90% dei partecipanti allo studio non era a rischio di dipendenza, mentre il 10% è diventato dipendente dal gioco d'azzardo. Si è scoperto che il fattore chiave nell’insorgenza della dipendenza dal gioco d’azzardo è un basso livello di comportamento prosociale. Gli adolescenti con un basso livello di comportamento prosociale non mostrano interesse per l’aiuto e il sostegno degli altri, il che può portare ad una perdita di contatto con il mondo reale e ad una dipendenza sempre più profonda dalla realtà virtuale offerta dai giochi per computer. Sulla base di questi risultati, gli scienziati ... >>

Il rumore del traffico ritarda la crescita dei pulcini 06.05.2024

I suoni che ci circondano nelle città moderne stanno diventando sempre più penetranti. Tuttavia, poche persone pensano a come questo rumore influisce sul mondo animale, in particolare su creature così delicate come i pulcini che non si sono ancora schiusi dalle uova. Recenti ricerche stanno facendo luce su questo problema, indicando gravi conseguenze per il loro sviluppo e la loro sopravvivenza. Gli scienziati hanno scoperto che l'esposizione dei pulcini di zebra Diamondback al rumore del traffico può causare gravi interruzioni al loro sviluppo. Gli esperimenti hanno dimostrato che l’inquinamento acustico può ritardare significativamente la schiusa e che i pulcini che emergono devono affrontare una serie di problemi che promuovono la salute. I ricercatori hanno anche scoperto che gli effetti negativi dell’inquinamento acustico si estendono anche agli uccelli adulti. Le ridotte possibilità di riproduzione e la diminuzione della fertilità indicano gli effetti a lungo termine che il rumore del traffico ha sulla fauna selvatica. I risultati dello studio ne evidenziano la necessità ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Scoperte 20 nuove lune di Saturno 09.10.2019

Il Centro per i Pianeti Minori dell'Unione Astronomica Internazionale ha riferito che il numero di satelliti conosciuti di Saturno è aumentato di venti contemporaneamente. Ora ce ne sono 82, grazie ai quali, in termini di numero totale di satelliti, Saturno è davanti al precedente detentore del record: Giove, attorno al quale ruotano 79 lune. Nuovi oggetti spaziali sono stati scoperti da un team di astronomi guidato da Scott Sheppard della Carnegie Institution (Washington, USA) utilizzando uno dei più grandi telescopi del mondo "Subaru" (diametro specchio 8,2 m), situato sulla cima del vulcano Mauna Kea alle Hawaii .

Tutti i satelliti aperti hanno un diametro di circa cinque chilometri. Diciassette di loro si muovono attorno a Saturno nella direzione opposta alla rotazione del pianeta attorno al suo asse (direzione retrograda). Le tre lune rimanenti ruotano allo stesso modo di Saturno. Tra questi ultimi ci sono i due satelliti più vicini al pianeta, che impiegano circa due anni per viaggiare intorno a Saturno. Il resto delle lune ha un periodo orbitale di più di tre anni. Una delle nuove lune retrograde è la luna più lontana conosciuta di Saturno.

Le lune esterne di Saturno sembrano essere raggruppate in tre gruppi distinti in termini di inclinazioni orbitali. Sono chiamati i gruppi Inuit, Norvegese e Gallico, perché gli astronomi danno loro nomi tratti dalla mitologia dei rispettivi popoli.
Forse questi ammassi un tempo costituivano corpi più grandi che si sono separati in un lontano passato. Ciò era probabilmente dovuto a collisioni tra lune o con oggetti esterni come il passaggio di asteroidi o comete. Un raggruppamento simile delle lune esterne si osserva anche intorno a Giove.

Le osservazioni dei satelliti planetari svolgono un ruolo importante nello studio di come si formano e si sviluppano i pianeti del nostro sistema solare. Nella sua "infanzia" il Sole era circondato da un disco rotante di gas e polvere, da cui sono nati i pianeti. Gli astronomi ritengono che un simile disco di gas e polvere abbia circondato Saturno durante la sua formazione. Il fatto che i satelliti scoperti continuino ad orbitare attorno a Saturno dopo la disgregazione delle grandi lune che li hanno generati indica che le loro collisioni sono avvenute dopo che la formazione del pianeta era stata in gran parte completata e il disco era già praticamente scomparso. Se in questo momento fosse presente una quantità significativa di gas o polvere, ciò porterebbe a un forte attrito delle lune più piccole su di esse e alla loro caduta sul pianeta.

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