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Miglioramento della sensibilità dei sensori di onde gravitazionali

12.03.2022

I fisici dell'Università dell'Australia occidentale hanno sviluppato una nuova tecnologia che mira ad aumentare ulteriormente la sensibilità dei sensori di onde gravitazionali, già oggi gli strumenti scientifici più accurati. L'introduzione di una nuova tecnologia innalzerà la sensibilità a un livello che in precedenza poteva essere ottenuto solo costruendo nuovi sensori, le cui dimensioni superano quelle esistenti.

La tecnologia utilizza una "simbiosi" di quasiparticelle, che sono quanti di vibrazioni sonore chiamate fononi e fotoni di luce provenienti da uno speciale laser. Le quasi-particelle risultanti di un ordine di complessità superiore effettuano le proprie oscillazioni con una frequenza di miliardi di volte al secondo, tutto ciò avviene senza alcuna perdita di energia e viene utilizzato per amplificare il segnale dei sensori di onde gravitazionali.

Il problema principale che non ha permesso di implementare qualcosa di simile in precedenza è che i fononi, che sono portatori di informazioni quantistiche e fungono da amplificatori di segnale, vengono letteralmente persi in un numero enorme di fononi casuali, chiamati rumore di fondo termico.

La soluzione in questo caso era una tecnologia chiamata White Light Signal Recycling (WLSR), e il componente chiave era il cosiddetto risonatore a cristallo fononico (PNC), costituito da un cristallo di quarzo ad alta purezza. Questo risuonatore ha una forma piuttosto complessa con alternanza di fori di diverso diametro e sporgenze create in determinati punti. La vista e la struttura del risonatore PNC sono mostrate più chiaramente nelle immagini qui presentate.

L'utilizzo di un risonatore PNC raffreddato ad una temperatura di 1 Kelvin e di un sistema ottico abbastanza complesso, che comprende laser, specchi, lenti e altri componenti, hanno permesso di creare un interferometro WLSR e, allo stesso tempo, un amplificatore di segnale in grado di di operare in un'ampia gamma di frequenze, in cui entrano frequenze di segnali di onde gravitazionali di vario tipo. Solo utilizzando il nuovo interferometro WLSR è possibile aumentare la sensibilità dei sensori di corrente di almeno 40 volte.

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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

Processore visivo di nuova generazione Movidius Myriad 2 10.08.2014

All'inizio del 2014, Movidius ha introdotto Myriad-1, il suo primo processore visivo (VPU - Vision Processing Unit nella terminologia dell'azienda). Google ha utilizzato questo chip nello smartphone Project Tango, che ha suscitato grande interesse nel pubblico. Ora Movidius ha svelato la sua nuova generazione di VPU Myriad-2, che apparirà nei prodotti commerciali il prossimo anno.

Mentre Myriad-1 è stato progettato con l'obiettivo di mettere le capacità VPU nelle mani degli sviluppatori il prima possibile, l'obiettivo principale di Myriad-2 è migliorare le prestazioni senza sacrificare l'efficienza energetica. Vale la pena notare che il nuovo chip è retrocompatibile con Myriad-1, quindi qualsiasi codice esistente verrà eseguito su di esso senza alcuna modifica, ma molto più velocemente grazie a una serie di profonde ottimizzazioni hardware di Movidius.

La seconda generazione di VPU di Movidius utilizza una combinazione di hardware a funzione fissa e blocchi programmabili, mentre la prima generazione si basava interamente su blocchi programmabili. È chiaro che semplici blocchi di piccole dimensioni che svolgono determinate funzioni possono aumentare notevolmente le prestazioni senza aumentare il consumo di energia. A loro volta, blocchi programmabili più complessi sono generalmente meno efficaci nella risoluzione di problemi semplici.

La società osserva che Myriad-2 ha ricevuto 12 core principali, mentre il chip della generazione precedente includeva 8 core. Oltre all'aumento del numero delle unità, la loro frequenza operativa è stata più che triplicata: da 180 MHz a 600 MHz. Le prestazioni di calcolo complessive del chip raggiungono i 2 Teraflop (una cifra molto teorica, tenendo conto del funzionamento dei blocchi con funzionalità fissa), mentre il consumo energetico è di soli 500 mW, tanto che Myriad-2 può essere utilizzato nei dispositivi mobili.

Puoi utilizzare la potenza del chip Myriad 2 utilizzando l'API aperta OpenCL. Come osserva il produttore, il compito principale della VPU è garantire che i dispositivi mobili scattino foto con una qualità simile alle fotocamere SLR. È impossibile utilizzare una matrice di grandi dimensioni e obiettivi enormi nei dispositivi mobili, quindi tutto questo dovrebbe essere sostituito dalle tecnologie di fotografia computazionale.

La sfida consiste nel ricostruire le informazioni visive utilizzando algoritmi e dati aggiuntivi (multi-frame, seconda fotocamera, statistiche e così via). Ci sono milioni di pixel su ogni fotogramma, quindi è necessaria molta potenza di calcolo per elaborare i dati. Tuttavia, quando si tratta di dispositivi mobili, dovresti anche pensare al consumo di energia.

Altri usi di Myriad 2 potrebbero includere la scansione 3D, la modellazione 3D, la ricostruzione 3D e così via: non per niente Google ha utilizzato un tale chip nel suo smartphone visivo Tango. Ad esempio, tali smartphone saranno in grado di fornire misurazioni accurate degli oggetti circostanti sulla base di fotografie, che possono essere utili quando si acquistano mobili. Le VPU possono essere utilizzate anche in altri sistemi in cui le tecnologie di elaborazione visiva sono importanti: sorveglianza, sicurezza dell'auto, robotica e intrattenimento, ovvero ovunque siano presenti telecamere.

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