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Gas quantistico molecolare ultrafreddo

04.12.2020

Per la prima volta, i fisici americani hanno ottenuto uno stato controllato di un gas quantistico molecolare ultrafreddo, che può avere molte applicazioni pratiche, dai dispositivi di misurazione ultraprecisi al calcolo quantistico.

In senso classico, un gas è costituito da un gran numero di particelle che si muovono casualmente. Quando il gas viene raffreddato vicino allo zero assoluto, le molecole smettono di comportarsi come particelle e assumono le proprietà delle onde che si sovrappongono. Questo stato è chiamato gas quantistico e la temperatura di transizione di un gas molecolare a uno stato quantistico è chiamata temperatura di degenerazione.
Le proprietà di un gas quantistico dipendono dal grado della sua degenerazione, quando le molecole di gas, come le particelle, si respingono, ma interagiscono a grandi distanze a causa delle loro onde sovrapposte, dei momenti di dipolo elettrico e di altre caratteristiche.

I ricercatori del JILA - una joint venture tra il National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti e l'Università del Colorado Boulder - hanno sviluppato strumenti per "accendere" lo stato di un gas quantistico molecolare ultrafreddo e controllare le interazioni intermolecolari su lunghe distanze.

I gas quantistici ultrafreddi possono potenzialmente trovare applicazione in dispositivi di misurazione ultraprecisi, per modellare stati estremi della materia, creare sistemi quantistici a molte particelle e nell'informatica quantistica.

Secondo gli autori, un nuovo schema per spingere un gas molecolare al suo stato energetico più basso, chiamato degenerazione quantistica, che sopprime le reazioni chimiche che distruggono le molecole, ci consentirà di esplorare stati quantistici esotici in cui tutte le molecole interagiscono tra loro.

Ad una temperatura di 250 nanokelvin - appena sopra lo zero assoluto - i ricercatori hanno creato un gas denso di circa ventimila molecole dipolo potassio-rubidio, che si comportano come minuscoli magneti in un campo elettrico, per il fatto che gli atomi di rubidio hanno una carica positiva, e atomi di potassio - negativo.

L'attivazione del campo elettrico orizzontale lentamente per centinaia di millisecondi ha ridotto la forza della trappola in una direzione abbastanza a lungo da consentire la fuoriuscita delle molecole calde e il raffreddamento delle molecole rimanenti. Al termine di questo processo, le molecole sono tornate al loro stato più stabile, ma ora in un gas più denso.

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Notizie casuali dall'Archivio

Integrazione dei veicoli elettrici con il sistema elettrico di casa 24.06.2018

Audi offrirà ai futuri proprietari delle sue auto elettriche e-tron un sistema intelligente di ricarica del pacco batterie.

Si tratta dell'integrazione di un'auto elettrica con un sistema di alimentazione domestica. Il caricabatterie compatto standard eroga fino a 11 kW, mentre il sistema Connect opzionale lo raddoppia a 22 kW. Per utilizzare il sistema Connect, l'auto può essere dotata di un caricatore aggiuntivo. Inoltre, questo sistema si collega all'infrastruttura domestica tramite una rete Wi-Fi, lavorando insieme agli strumenti di gestione dell'energia (HEMS).

La combinazione di Connect e HEMS consente di ottimizzare il processo di ricarica di un'auto elettrica, tenendo conto delle tariffe elettriche più favorevoli (ad esempio di notte) e delle esigenze individuali del proprietario, come l'orario di partenza e il livello di batteria richiesto. Il sistema Connect riceve le informazioni sulle tariffe tramite HEMS o utilizza i dati inseriti manualmente dal cliente.

Se l'abitazione è dotata di pannelli solari, il processo di ricarica può essere configurato per privilegiare l'energia fotovoltaica. In questo caso si tiene conto delle previsioni meteo per i prossimi giorni, nonché del flusso attuale di energia elettrica nel punto di allacciamento della casa alla rete elettrica generale.

Il sistema tiene conto del consumo di energia di altri consumatori nel processo di funzionamento. In questo modo si evita di sovraccaricare la rete elettrica domestica e di far scattare l'interruttore di emergenza.

In generale, la ricarica avviene sempre alla massima potenza che l'impianto elettrico di casa e l'auto possono utilizzare. Il cliente può visualizzare le statistiche di ricarica e seguire lo stato di avanzamento sul portale myAudi e sull'app mobile myAudi.

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