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Stato di superdurezza ottenuto in condizioni sperimentali

04.03.2017

Quando la materia viene raffreddata allo zero assoluto, sorgono fenomeni interessanti, come la superdurezza, cioè quando si ottiene un corpo solido con le proprietà di un liquido superfluido. E ora gli scienziati hanno ottenuto questo stato per la prima volta in forma sperimentale.

La superdurezza è un esempio di tale stato paradossale. Nella superdurezza, gli atomi sono organizzati in un reticolo cristallino e allo stesso tempo si comportano come un superfluido quando le particelle si muovono senza alcun attrito. Finora, la superdurezza è stata solo una possibilità teorica.

Un gruppo di ricercatori dell'Istituto Svizzero di Elettronica Quantistica ha riprodotto con successo lo stato di superdurezza nella realtà.

Gli scienziati hanno iniettato una piccola quantità di gas di rubidio in una camera a vuoto e l'hanno raffreddata fino a una temperatura in cui gli atomi si condensano in uno stato noto come condensato di Bose-Einstein, ovvero allo stato di superfluido quantistico.

Il condensato è stato posto in un dispositivo con due camere di risonanza ottica intersecantisi, ciascuna delle quali è costituita da due specchi contrapposti. Successivamente, la condensa è stata illuminata con luce laser, che è diffusa in due camere. La combinazione di due campi luminosi in camere risonanti fa sì che gli atomi del condensato assumano una struttura cristallina, mentre il condensato conserva le sue proprietà superfluide, cosa impossibile in un normale stato solido.

Lo stato di superdurezza è stato così riprodotto per la prima volta in laboratorio.

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I nanofili svedesi sono realizzati in materiale semiconduttore fosfuro di indio. Funzionano come antenne che assorbono la luce solare e generano elettricità. I nanofili sono assemblati su un substrato di un millimetro quadrato - 4 milioni ciascuno. Allo stesso tempo, le celle solari fatte di nanofili producono molte volte più energia per unità di superficie rispetto alle moderne celle di silicio.

Grazie alla loro elevata efficienza, i pannelli solari nanowire possono fornire una produzione di energia pulita con bassi costi di installazione e manutenzione. I calcoli mostrano che un pannello solare nanowire sotto forma di un film sottile produce la stessa quantità di energia di un pannello in silicio, ma allo stesso tempo occupa il 90% in meno di area.

Attualmente, gli scienziati svedesi stanno lavorando per migliorare l'efficienza delle celle solari basate su nanofili di fosfuro di indio. Inoltre, sono in corso lavori per combinare vari tipi di materiali semiconduttori per utilizzare efficacemente la parte più ampia possibile dello spettro solare.

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