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Sensori invisibili che non distorcono i campi magnetici che misurano

03.05.2018

Quasi tutti i sensori di campo magnetico utilizzati nei moderni computer, automobili, aerei e altri sistemi introducono distorsioni significative nei campi magnetici che misurano. Queste distorsioni possono essere un grosso problema in alcune applicazioni, come apparecchiature mediche o scientifiche che effettuano misurazioni di altissima precisione. Inoltre, le distorsioni introdotte possono causare diafonia nei sistemi che utilizzano molti tipi diversi di sensori.

Gli scienziati dell'Università Autonoma di Barcellona, Barcellona, Spagna, sono riusciti a trovare una soluzione al problema sopra descritto. I sensori che hanno creato sono "invisibili" da un punto di vista magnetico, in altre parole, questi sensori non introducono alcuna distorsione nei campi magnetici, ma consentiranno misurazioni di questi campi.

"Questo è il primo 'sensore invisibile' magnetico del suo genere", afferma Rosa Mach-Batlle.

La massa base dei sensori di campo magnetico è realizzata sulla base di materiali ferromagnetici, che fungono da amplificatori per i segnali captati. Tuttavia, il rovescio della medaglia è che i materiali ferromagnetici distorcono la forma e la forza del campo magnetico. In precedenza sono stati fatti tentativi per realizzare un sensore magnetico "invisibile" rivestendo l'elemento ferromagnetico attivo di questo sensore con una sorta di "mantello dell'invisibilità" magnetico. Tuttavia, questo approccio ha completamente isolato il sensore dal campo magnetico, privandolo della capacità di effettuare misurazioni.

La base del nuovo sensore stealth è un guscio magnetico sferico, la cui forma compensa e isola le distorsioni del campo magnetico introdotte dall'elemento sensibile di questo sensore situato all'interno. In questo guscio si crea una massa di sottili lacune attraverso le quali il campo magnetico esterno raggiunge l'elemento sensibile, consentendogli di effettuare misurazioni. Il massimo grado di "invisibilità" di questo sensore si verifica se il campo magnetico misurato è uniforme e l'elemento sensibile interno del sensore ha anch'esso una forma sferica.

Il guscio sferico che circonda il sensore deve avere proprietà magnetiche che nessun materiale presente in natura possiede. Queste proprietà sono state impartite al guscio ricavandolo da un materiale con una struttura artificiale complessa, il cosiddetto metamateriale, che si basa su un materiale superconduttore ad alta temperatura.

Nelle loro ulteriori ricerche, gli scienziati intendono utilizzare tali soluzioni per creare un mantello magnetico dell'invisibilità altamente efficiente. Questo, a sua volta, può essere utilizzato per creare dispositivi che devono operare in presenza di forti campi magnetici alternati, oppure dispositivi che consentono di dare ai campi magnetici una determinata forma complessa.

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L'attenzione condivisa sincronizza i cervelli 04.05.2017

È noto che quando due persone si impegnano in qualche tipo di attività articolare, la loro attività cerebrale è sincronizzata. Quando più musicisti suonano lo stesso pezzo, i loro cervelli lavorano in armonia tra loro, anche se i musicisti stessi suonano parti diverse. Le caratteristiche comuni dell'attività cerebrale possono essere trovate nelle persone che guardano i film insieme.

I ricercatori della New York University hanno sperimentato con un gruppo di studenti: durante il semestre, gli studenti sono andati in classe indossando un dispositivo portatile per la lettura delle onde cerebrali. Siamo così riusciti a raccogliere informazioni su come funziona il cervello in un gruppo sociale reale, non di laboratorio e in diverse condizioni: quando una persona è interessata ad ascoltare materiale, quando, al contrario, è noioso; inoltre, gli autori del lavoro erano interessati a come ciascuno dei partecipanti all'esperimento si relaziona con i propri compagni e con l'insegnante, e quanto generalmente a ciascuno di loro piace l'attività di gruppo.

Si è scoperto che il grado di sincronizzazione dell'attività cerebrale coincideva con quanto gli studenti fossero interessati alla materia e all'insegnante - in altre parole, se erano interessati al materiale e al modo in cui veniva presentato, i loro ritmi elettrici cerebrali diventavano simili. D'altra parte, la sincronizzazione dipendeva da quanto le persone si piacciono e da quanto è facile per loro comunicare tra loro. Cioè, in risposta a materiale interessante, i cervelli degli amici intimi coincidono più fortemente di quelli che sono indifferenti l'uno all'altro (sebbene possano anche essere interessati alla classe).

Una grande sincronizzazione tra amici arrivava solo se parlavano personalmente prima della lezione; inoltre, durante la lezione stessa, non era più necessario che si guardassero in faccia: i loro cervelli erano comunque sincronizzati. Tutto sembrava come se due persone si fossero sintonizzate su un'onda comune prima dell'evento, in modo che in seguito percepissero l'evento stesso allo stesso modo. Coloro per i quali era particolarmente importante lavorare in gruppo hanno mostrato una maggiore sincronizzazione con i loro compagni.

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