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Perché il LED non brilla a piena potenza

25.09.2009

Si ritiene che i LED siano esattamente la fonte di luce in grado di risparmiare un'enorme quantità di elettricità che ora viene spesa per riscaldare il filamento di tungsteno nelle lampade a incandescenza. Tuttavia, gli esperti sanno che c'è un problema qui.

Si scopre che ogni LED ha un proprio limite di luminosità e solo fino a questo limite consuma poca energia. E per renderlo più luminoso, devi spendere non solo più energia, ma molto di più, e quindi diventa più costoso di una lampada a incandescenza.

Gli scienziati discutono le cause e il giornalista scientifico ed ex fisico di Wells Richard Stevenson ha riassunto il loro pensiero in un articolo nel numero di agosto di IEEE Spectrum. Si scopre che ci sono tre punti di vista. Lo scopritore del diodo al nitruro blu, Shuji Nakamura e i suoi colleghi, ritengono che la ragione siano i difetti: se sono pochi, elettroni e lacune non riescono a trovare abbastanza posti per incontrarsi e dare origine a un quanto di luce.

Altri scienziati ritengono che i portatori di carica fuoriescano dal diodo e quindi non possano incontrarsi. Secondo altri, a seguito di tale incontro, potrebbero sorgere non fotoni, ma fononi, vibrazioni sonore. A quanto pare, prima di ricevere la risposta a questa domanda, è troppo presto per dividere il mercato multimiliardario dei nuovi dispositivi di illuminazione, e ancor di più per vietare le lampade a incandescenza.

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Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

La minaccia dei detriti spaziali al campo magnetico terrestre 01.05.2024

Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

Ci sono parecchi misteri nel mondo della scienza e uno di questi è lo strano comportamento dei materiali sfusi. Possono comportarsi come solidi ma improvvisamente trasformarsi in un liquido fluido. Questo fenomeno ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e forse ci stiamo finalmente avvicinando alla soluzione di questo mistero. Immagina la sabbia in una clessidra. Di solito scorre liberamente, ma in alcuni casi le sue particelle iniziano a rimanere bloccate, trasformandosi da liquido a solido. Questa transizione ha importanti implicazioni per molti settori, dalla produzione di farmaci all’edilizia. Ricercatori statunitensi hanno tentato di descrivere questo fenomeno e di avvicinarsi alla sua comprensione. Nello studio, gli scienziati hanno condotto simulazioni in laboratorio utilizzando i dati provenienti da sacchetti di perle di polistirolo. Hanno scoperto che le vibrazioni all’interno di questi insiemi avevano frequenze specifiche, il che significa che solo alcuni tipi di vibrazioni potevano viaggiare attraverso il materiale. Ricevuto ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Ritmi cerebrali e apprendimento 02.03.2015

È noto che l'attività dei neuroni cerebrali si sviluppa in onde o ritmi che possono essere visti su un elettroencefalogramma: ritmo alfa, ritmo beta, ritmo gamma e altri. I ritmi si sostituiscono a vicenda a seconda di ciò che esattamente la persona sta facendo in quel momento. Ad esempio, le onde alfa compaiono durante il riposo, quando non siamo occupati con nulla, ma non stiamo nemmeno dormendo; le onde delta corrispondono a un sonno profondo e senza sogni; se l'attenzione è focalizzata su qualche compito, allora questo può essere visto dai veloci ritmi theta e gamma. Inoltre, diverse aree del cervello possono generare onde diverse perché svolgono compiti diversi. Osservando la dinamica dei ritmi si può dire molto su come i "dipartimenti" del cervello comunicano tra loro e su come vengono distribuite le responsabilità nella risoluzione dei compiti cognitivi legati alla memoria, all'attenzione, ecc.

In un articolo pubblicato su Nature Neuroscience, Earl Miller e Scott Brincat del Massachusetts Institute of Technology descrivono i cambiamenti nell'attività delle onde cerebrali che accompagnano la memoria e l'apprendimento. I ricercatori non erano interessati alla memoria in generale, ma alla sua forma, che viene chiamata esplicita: è responsabile, ad esempio, della connessione tra oggetti, eventi, ecc. Associamo l'aspetto di una persona al suo nome, ma un determinato evento con il luogo dove è accaduto, come volte grazie alla memoria esplicita. Si forma con sforzi coscienti attivi da parte dell'individuo ed esiste non solo negli esseri umani, ma anche negli animali.

Nell'esperimento, alle scimmie sono state mostrate coppie di immagini, quindi è stato necessario stabilire forti legami tra alcune delle immagini. Le scimmie hanno imparato per tentativi ed errori: sono state mostrate loro immagini più e più volte e hanno dovuto indovinare se fossero imparentate o meno. Se l'animale ha indovinato correttamente che gli oggetti raffigurati erano correlati tra loro, gli è stato dato un regalo. Contemporaneamente, i ricercatori hanno registrato l'attività nell'ippocampo e nella corteccia prefrontale, due aree del cervello che svolgono un ruolo chiave nell'apprendimento. Si è scoperto che la frequenza delle onde al loro interno cambiava a seconda che la scimmia fornisse la risposta corretta o errata. Se il risultato corrispondeva all'aspettativa, appariva un ritmo beta con una frequenza di 9-16 Hz. Se la risposta era sbagliata, la frequenza scendeva a 2-6 Hz, che corrispondeva al ritmo theta.

La memorizzazione è associata alla formazione di nuovi circuiti neurali: le connessioni sinaptiche tra i neuroni mantengono in funzione la "cellula della memoria". In precedenza è stato dimostrato che la forza delle sinapsi (cioè la loro forza ed efficienza) dipende dal ritmo con cui le cellule nervose devono lavorare: se le frequenze beta aumentano i contatti intercellulari, allora le frequenze theta, al contrario, li indeboliscono. Insieme ai nuovi risultati, possiamo immaginare il seguente modello: la risposta corretta stimola l'attività beta nel cervello, che, a sua volta, rafforza i circuiti neurali formati - dopotutto, ricordano tutto correttamente. In caso contrario, l'attività theta invaliderà la memoria sbagliata.

Questo non è il primo lavoro sulla relazione tra onde cerebrali e memoria. Quindi, l'anno scorso, il premio Nobel Suzumi Tonegawa ha pubblicato un articolo con i colleghi che discuteva di cose simili: come il cervello corregge la memoria se vede un risultato errato. Questi esperimenti sono stati condotti su topi e si sono concentrati sull'ippocampo e sulla corteccia entorinale (un altro noto centro della memoria). Poi i neuroscienziati hanno scoperto che i ritmi gamma servono come segnale per correggere le informazioni, sincronizzando il lavoro di due aree del cervello.

Certo, il processo di memorizzazione è troppo complesso per essere ridotto semplicemente all'alternanza di più tipi di onde. Attraverso i cambiamenti nei ritmi elettrici, possiamo giudicare il comportamento di insiemi abbastanza grandi di cellule e di intere sezioni del cervello nel momento in cui un individuo ha bisogno di ricordare alcune nuove informazioni. Perché un tipo di ritmo ne sostituisce un altro, quale meccanismo collega tale sostituzione con una memoria corretta o errata, i ricercatori devono ancora scoprire. Anche se è possibile che in futuro avremo stimolanti della memoria che aiuteranno il cervello a passare al ritmo giusto quando avremo bisogno di ricordare qualcosa.

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