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Immagini fantasma di molecole

19.12.2020

Ingegneri e scienziati del Brookhaven National Laboratory hanno progettato e costruito un nuovo microscopio a raggi X che sfrutta le strane caratteristiche del misterioso mondo della fisica quantistica. Grazie a ciò, il nuovo microscopio consente di ottenere "immagini fantasma" di biomolecole alla massima risoluzione, esponendole a una dose inferiore di radiazioni nocive.

I microscopi a raggi X sono strumenti molto utili quando si tratta di acquisire immagini ad alta risoluzione di varie molecole, materiali e simili. Tuttavia, un livello sufficientemente elevato di radiazioni a raggi X duri è solitamente dannoso e fatale per i campioni in studio, se questi campioni sono virus, batteri e cellule di tessuti viventi. Ridurre la dose di radiazioni è un modo per risolvere questo problema, ma un effetto collaterale indesiderato di ciò è una diminuzione della risoluzione dell'immagine.

I microscopi a raggi X convenzionali utilizzano un singolo raggio di fotoni che passa attraverso il campione in studio e colpisce un sensore sottostante. Nel nuovo microscopio quantistico, il fascio di raggi X è diviso in due fasci e esattamente metà della dose di radiazione passa attraverso il campione. Eppure, entrambi i fasci sono coinvolti nelle misurazioni e nel processo di imaging, collegati con l'aiuto del fenomeno "spettrale" dell'entanglement quantistico, che un tempo ha stupito persino Albert Einstein.

L'entanglement quantistico riguarda la creazione di una connessione quantistica tra due particelle. Allo stesso tempo, la forza invisibile di questo legame è così forte che un cambiamento nello stato di una delle particelle porterà istantaneamente a un cambiamento simile nello stato della seconda particella legata, nonostante la distanza che li separa, che può essere arbitrariamente grande. Questo effetto implica che le informazioni quantistiche possono essere trasmesse a velocità molte volte superiori a quelle della luce, e questo è stato il motivo per cui Einstein non ha potuto credere e accettare il fenomeno dell'entanglement quantistico per molto tempo.

Nel divisore di fascio vengono prodotte simultaneamente coppie di fotoni entangled. Uno dei raggi, come al solito, attraversa il campione e fornisce informazioni al primo sensore. Ma l'entanglement quantistico fa sì che anche i fotoni del secondo raggio cambino il loro stato senza entrare in contatto con il campione, quindi anche il secondo raggio diventa un vettore di informazioni aggiuntive sul campione, che vengono estratte utilizzando il secondo sensore.

Il processo di tale ripresa è chiamato "ripresa fantasma" e fino a poco tempo è stato realizzato solo con l'aiuto di fotoni di luce visibile. Alcune soluzioni ingegneristiche e scientifiche hanno permesso di adattare questo metodo ai raggi X, e ora con l'aiuto di un nuovo microscopio è possibile fotografare campioni biologici con dimensioni inferiori a 10 nanometri senza distruggere la loro fragile struttura.

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L’esistenza di una regola entropica per l’entanglement quantistico è stata dimostrata 09.05.2024

La meccanica quantistica continua a stupirci con i suoi fenomeni misteriosi e le scoperte inaspettate. Recentemente Bartosz Regula del Centro RIKEN per l'informatica quantistica e Ludovico Lamy dell'Università di Amsterdam hanno presentato una nuova scoperta che riguarda l'entanglement quantistico e la sua relazione con l'entropia. L’entanglement quantistico gioca un ruolo importante nella moderna scienza e tecnologia dell’informazione quantistica. Tuttavia, la complessità della sua struttura rende difficile comprenderla e gestirla. La scoperta di Regulus e Lamy mostra che l'entanglement quantistico segue una regola dell'entropia simile a quella dei sistemi classici. Questa scoperta apre nuove prospettive nel campo della scienza e della tecnologia dell’informazione quantistica, approfondendo la nostra comprensione dell’entanglement quantistico e della sua connessione con la termodinamica. I risultati dello studio indicano la possibilità di reversibilità delle trasformazioni di entanglement, che potrebbe semplificare notevolmente il loro utilizzo in varie tecnologie quantistiche. Apertura di una nuova regola ... >>

Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

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, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Stoccaggio del carbonio nel Mare del Nord 16.03.2024

Il ministro norvegese dell'Energia Terje Åsland ha annunciato il lancio del progetto Longship, che mira a creare un impianto centrale di stoccaggio dell'anidride carbonica nel Mare del Nord. Questo ambizioso progetto ha un valore di 2,6 miliardi di dollari e mira ad applicare la tecnologia CCS (cattura e stoccaggio del carbonio) per mitigare l’impatto del cambiamento climatico.

La Norvegia ha già esperienza nella CCS, grazie ai progetti di successo Sleipner e Snohvit, e sta ora cercando di aumentare la quantità di carbonio sigillato sotto il fondale marino. Il piano di Longship prevede la capacità di catturare e immagazzinare 1,5 milioni di tonnellate di carbonio all'anno in 25 anni.

Nonostante le prospettive positive, ci sono preoccupazioni sulle conseguenze a lungo termine di tale stoccaggio. Tuttavia, i sostenitori del progetto sostengono che lo stoccaggio offshore del carbonio presenta una serie di vantaggi, tra cui un impatto ambientale minimo.

Il progetto Longship è portato avanti da Equinor, Shell e TotalEnergies attraverso la joint venture Northern Lights. Questo progetto rappresenta un passo importante verso un futuro energetico più pulito e sostenibile.

Il progetto Longship nel Mare del Nord rappresenta un passo significativo verso la lotta al cambiamento climatico e la transizione verso un’energia più sostenibile. Nonostante alcune preoccupazioni, questo progetto dimostra il potenziale della tecnologia CCS e può dare un contributo significativo alla riduzione delle emissioni di carbonio.

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