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Scienza

Scienziati scattano immagini di un «Tornado quantistico»

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Un studio recentemente pubblicato sulla rivista Nature ha raccontato che un team di scienziati del Massachusetts Institute of Technology ha catturato immagini di atomi superfreddi nel processo di passaggio dalla fisica classica a quella quantistica.

 

L’idea era di congelare questi atomi  per osservare le loro interazioni e comportamenti a livello quantistico.

 

Durante la transizione, la serie di particelle si è trasformata in un pattern di «tornado quantistici».

 

Nel mondo quantistico, le particelle non hanno una posizione prestabilita come gli oggetti intorno a noi, bensì gli atomi sono governati dal misterioso principio per cui la posizione data di una particella è una probabilità. Un atomo ha la possibilità di trovarsi in due posizioni contemporaneamente, quindi le regole tipiche della fisica non si applicano, spiega il sito Futurism.

 

L’idea era di congelare questi atomi  per osservare le loro interazioni e comportamenti a livello quantistico. Durante la transizione, la serie di particelle si è trasformata in un pattern di «tornado quantistici»

«Questa cristallizzazione è guidata esclusivamente dalle interazioni e ci dice che stiamo andando dal mondo classico al mondo quantistico», ha affermato Richard Fletcher, assistente professore di fisica al MIT e coautore dello studio.

 

Quando le particelle interagiscono in questo modo dovrebbero mostrare un comportamento strano, ma osservare la meccanica quantistica mentre si opera nel mondo «classico» non è esattamente facile.

 

Per superare questa limitazione, gli scienziati del MIT hanno ruotato rapidamente un fluido quantistico di atomi ultrafreddi. Inizialmente, la nuvola rotonda di atomi formava una struttura sottile a forma di ago.

 


 

Quando la meccanica quantistica ha iniziato a prendere il sopravvento, l’ago si è rotto in uno schema cristallino di tornado quantistici in miniatura. I risultati sono la prima documentazione diretta di un gas quantistico in rapida rotazione in evoluzione, secondo quanto sostenuto da questo team di ricerca.

 

«Anche nella fisica classica, questo dà origine a intriganti modelli di formazione, come le nuvole che si avvolgono intorno alla Terra in splendidi movimenti a spirale», ha affermato Martin Zwierlein, professore di fisica e coautore del MIT, nella dichiarazione. «E ora possiamo studiarlo nel mondo quantistico».

La fisica quantistica è una disciplina che guiderà – o meglio, sta già guidando – la prossima grande rivoluzione informatica e delle telecomunicazioni: i supercomputer quantistici e la cosiddetta Quantum Communication

 

La fisica quantistica è una disciplina che guiderà – o meglio, sta già guidando – la prossima grande rivoluzione informatica e delle telecomunicazioni: i supercomputer quantistici e la cosiddetta Quantum Communication.

 

I computer quantistici sono in grado di eseguire in pochi minuti calcoli – per esempio, la fattorizzazione dei numeri primi – che ad un computer basato l’informatica classica potrebbero richiedere tempi simili all’età dell’universo. Tutte le più grande aziende informatiche del mondo, da Google a IBM a Microsoft etc., stanno lavorando alacremente per arrivare alla cosiddetta Quantum Supremacy, la supremazia quantistica (o vantaggio quantistico), che è appunto la dimostrazione che un dispositivo quantistico  può risolvere un problema che nessun computer classico può risolvere in un qualsiasi lasso di tempo fattibile.

 

Secondo alcuni, la potenza del Quantum Computing è tale da mettere le password di tutti a rischio.

 

Nel campo della Quantum Communication, la Cina un anni fa ha mandato in orbita un satellite in grado di effettuare comunicazioni basate sulla fisica quantistica, che sono al momento ritenute non decrittabili e non intercettabili da agenti esterni all’emittente e al ricevente.

 

 

 

 

Immagine di Hadron via Deviantart pubblicata su licenza Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported (CC BY-NC-ND 3.0)

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Scienza

Gli scienziati stupiti dalla scoperta di un pianeta troppo grande per esistere secondo le loro teorie

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Alcuni scienziati hanno scoperto un pianeta dalle dimensioni eccezionali, che loro stessi definiscono troppo grande per esistere realmente.

 

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science, i ricercatori dello stato della Pennsylvania hanno descritto questa loro scoperta: un pianeta delle dimensioni di Nettuno che è 13 volte la massa della Terra, che orbita attorno a una piccola stella ultrafredda che è nove volte meno massiccia del nostro Sole.

 

Come spiega un comunicato stampa, questa scoperta è eccezionale perché il rapporto di massa tra il pianeta e la stella nana, soprannominata LHS 3154, è 100 volte maggiore dello stesso rapporto che la Terra ha con il Sole, cosa che gli scienziati non pensavano.

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La formazione stellare, si legge ancora nel comunicato, richiede grandi nubi di gas e polvere celesti e, una volta nata una stella, i detriti lasciati si formano in dischi che orbitano attorno ad essa e alla fine si uniscono in pianeti. Questa nuova coppia pianeta-stella è peculiare, perché il disco di polvere non sembra abbastanza grande da aver creato un pianeta così grande.

 

«Non si prevede che il disco di formazione planetaria attorno alla stella di piccola massa LHS 3154 abbia una massa solida sufficiente per creare questo pianeta», ha detto Suvrath Mahadevan, professore di astronomia e astrofisica e coautore dell’articolo su Science. «Ma è là fuori, quindi ora dobbiamo riesaminare la nostra comprensione di come si formano i pianeti e le stelle».

 

Chiamato LHS 3154b dal nome della sua stella, questo enorme pianeta è stato individuato utilizzando l’Habitable Zone Planet Finder (HPF), uno spettrografo astronomico presso l’Osservatorio McDonald dell’Università del Texas, operativo dal 2018. Guidato da Mahadevan, lo strumento è costruito per rilevare esopianeti in orbita attorno a stelle ultrafredde che potrebbero ospitare acqua, e quindi vita.

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«Un oggetto come quello che abbiamo scoperto è probabilmente estremamente raro, quindi rilevarlo è stato davvero emozionante», ha dichiarato nel comunicato stampa della scuola Megan Delamer, una studentessa di astronomia e coautrice dell’articolo. «Le nostre attuali teorie sulla formazione dei pianeti hanno difficoltà a spiegare ciò che stiamo vedendo»

 

Aver scoperto LHS 3154 e il suo pianeta in orbita solleva numerose domande riguardo la conoscenza in questo ambito, ammette il sito Futurism.

 

«Questa scoperta porta davvero a capire quanto poco sappiamo dell’universo», ha detto il Mahadevan. «Non ci saremmo mai aspettati di venire a conoscenza di un pianeta così pesante attorno a una stella di massa così bassa».

 

Parafrasando Amleto, vorremmo ribadire agli scienziati: «ci sono cose più grandi in cielo di quelle che contenute nella vostra scienza». Anzi, nella vostra lascienzah.

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Scienza

Nuova mappatura rivela che gli oceani sono pieni di «navi oscure»

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I ricercatori hanno rivelato un’enorme quantità di attività umane in mare precedentemente non monitorate utilizzando una combinazione di immagini satellitari, dati GPS delle navi e intelligenza artificiale.   Come dettagliato in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature da Global Fishing Watch, un’organizzazione no-profit sostenuta da Google, i ricercatori hanno scoperto che un enorme 72-76% delle navi da pesca industriali del mondo non vengono monitorate pubblicamente, con quasi un terzo de «l’attività delle navi da trasporto e di energia» è risultata «mancante dai sistemi di tracciamento pubblici».   Le mappe risultanti sono uno straordinario promemoria di quante barche e navi, spesso definite «navi oscure», cadono letteralmente sotto il radar e di come queste attività in mare siano cambiate negli ultimi anni. È anche un’eccellente dimostrazione della potenza degli algoritmi di deep learning, che possono trovare modelli sfuggenti in enormi cache di dati, nel bene e nel male.   Prima di queste ultime mappe, organizzazioni come Global Fishing Watch, utilizzavano il sistema di identificazione automatica (AIS) per tenere traccia di queste attività. Tuttavia, questo sistema presenta alcune gravi limitazioni e non tutti i paesi richiedono alle navi di utilizzarlo. Può anche essere facilmente disattivato per evitare il rilevamento.   Per ottenere un quadro più chiaro della situazione su scala globale, i ricercatori hanno utilizzato l’intelligenza artificiale per scansionare 2.000 terabyte di dati satellitari dalla costellazione di satelliti Sentinel-1 dell’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea, scrive Futurism.   «La nostra mappatura satellitare ha rivelato un’elevata densità di attività navale in vaste aree dell’oceano che in precedenza mostravano poca o nessuna attività navale da parte dei sistemi di tracciamento pubblici», si legge nel documento. La maggior parte di questa attività si svolge nell’Asia meridionale, nel sud-est asiatico e nelle coste settentrionali e occidentali dell’Africa.   Il team ha inoltre scoperto che lo sviluppo dell’energia offshore si è ampliato in modo significativo, con il numero di nuove turbine eoliche che supera quello delle nuove strutture petrolifere. Le turbine rappresentavano quasi la metà di tutte le infrastrutture oceaniche nel 2021, mentre le strutture petrolifere rappresentavano il 38%. Tuttavia, le strutture petrolifere avrebbero portato ad un aumento del traffico navale cinque volte maggiore rispetto alle turbine eoliche.   Le strutture petrolifere hanno portato ad un aumento del traffico navale cinque volte maggiore rispetto alle turbine eoliche.   Vari enti ambientalisti agitano la minaccia di un esaurimento delle riserve di pesce parallelo a quello dei combustibili detti fossili.

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Scienza

Il CERN ha votato per espellere Russia e Bielorussia. Fine di decenni di collaborazione scientifica internazionale

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Il Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare (CERN), fondato nel 1954, gestisce il più grande laboratorio di fisica delle particelle al mondo. La sua missione era unire le nazioni attraverso una collaborazione scientifica pacifica e, anche durante la Guerra Fredda, includeva scienziati e laboratori sovietici, fino ai giorni nostri.

 

Il direttore generale Rolf Heuer ha invocato questa dedizione alla promozione di un’indagine scientifica senza restrizioni in occasione del 60° anniversario del CERN del 2014, scrivendo che «il CERN ha più che soddisfatto le speranze e i sogni di far progredire la scienza per la pace».

 

Ma il 15 dicembre 2023, il Consiglio direttivo del CERN ha votato di tagliare i legami con Russia e Bielorussia per la sua operazione militare speciale in Ucraina, scegliendo di non rinnovare gli accordi di cooperazione internazionale che il CERN aveva con i due paesi a partire dal 30 novembre 2024.

 

Il giornale britannico Observer ha scritto il 22 febbraio 2024 che «la decisione ha coronato mesi di intensa attività diplomatica scientifica e discussioni dietro le quinte, spesso mettendo a confronto una comunità scientifica convinta che la collaborazione scientifica internazionale sia un motore di pace anche in tempi di grandi tensioni politiche, contro i governi europei uniti nell’idea che la Russia debba essere duramente sanzionata per il suo attacco all’Ucraina».

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La mossa ha colpito centinaia di scienziati del CERN di nazionalità russa e bielorussa. «Qualcosa sta per rompersi e sarà difficile ripararlo», ha ammesso un partecipante diretto all’Osservatore di Ginevra.

 

Come riportato da Renovatio 21, la collaborazione sulla ricerca di fisica atomica era inizialmente continuata nonostante il conflitto ucraino, con l’invio da parte della Russia in Francia di un magnete gigante per il progetto sulla fusione nucleare ITER.

 

Due anni fa, durante il picco della crisi energetica causata dalla fine della fornitura russa di gas all’Europa, il Large Hadron Collider (collisore di particelle del CERN, detto anche LHR) rischiò di chiudere.

 

Il collisore del CERN è da anni al centro di polemiche più o meno incredibili, terra di debunking per i fact checker intrepidi che ovviamente se ne intendono anche di fisica subatomica, e di metafisica.

 

Alcuni sostengono che il LHR possa aprire un portale su un’altra dimensione, che secondo alcuni potrebbe essere l’inferno: ciò ha costituito la trama di romanzi come Le porte dell’Inferno si sono aperte dello scrittore irlandese John Connoly.

 

Oltre alla possibile creazione di «micro buchi neri», il sito del CERN ha una pagina dedicata alla realtà delle «extra-dimensioni». Anche in quelle russi e bielorussi saranno esclusi?

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Immagine di Maximilien Brice (CERN) via Wikimedia pubblicata su licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

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