Piccolo rilevatore per particelle più sciolte

Fonte - Science - Lo scorso 2017, i fisici hanno avvistato le particelle subatomiche più inafferrabili, i neutrini, cancellando i nuclei atomici in un modo nuovo. 

L'impresa ha realizzato una ricerca durata 4 decadi e non richiedeva l'enorme hardware solitamente utilizzato per rilevare i neutrini.

Piccolo rilevatore per particelle più sciolte

Invece, i ricercatori hanno tirato fuori l'impresa con un rilevatore portatile che pesa circa quanto un forno a microonde.

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Generati in alcuni processi nucleari, i neutrini interagiscono con altre materie così raramente che un numero infinito di flussi attraversa la Terra.

Fig.1

Occasionalmente, però, un neutrino colpisce un neutrone in un nucleo atomico, trasformandolo in un protone, mentre si trasforma in una particella rilevabile come un elettrone. 

O rimbalzerà semplicemente su un protone o un neutrone, facendo volare il nucleo.

Entrambe le interazioni sono così rare che i rivelatori devono contenere molte tonnellate di materia bersaglio - i fisici hanno usato materiali che vanno dal ferro al liquido per la pulizia a secco - solo per individuarne una manciata.

Nel 1974, tuttavia, i teorici predissero che se l'energia di un neutrino fosse abbastanza bassa, agirebbe come un'onda quantistica e rifletterebbe simultaneamente tutti i protoni e i neutroni del nucleo.

Fig.2

Tale "dispersione coerente" dovrebbe aumentare enormemente la probabilità di un'interazione, ma il rinculo a bassa energia del nucleo sarebbe difficile da rilevare.

Nel 2017, la collaborazione di 81 membri COHERENT ha individuato la dispersione coerente da lungo ricercata.

Hanno usato un rivelatore da 14,6 chilogrammi ricavato da un grande cristallo di ioduro di cesio drogato con sodio, che lampeggia di luce quando un nucleo al suo interno rincula.

Lo hanno esposto ai neutrini generati dalla Spallation Neutron Source all'Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee, la cui energia era abbastanza bassa da produrre una dispersione coerente ma abbastanza alta da produrre rinculo rilevabile.

Questi piccoli rivelatori di neutrini potrebbero un giorno aiutare a monitorare i reattori nucleari, ad esempio per garantire che stiano correndo secondo le norme di non proliferazione nucleare, o cercare "neutrini sterili" ancora più sfuggenti.

Confrontando lo scattering neutrino coerente da nuclei diversi, i fisici potrebbero anche sondare struttura nucleare in un modo nuovo.

Ma anche la dispersione amplificata ha uno svantaggio:

quando i fisici cercano di rilevare particelle di materia oscura cosmica con rivelatori sempre più sensibili, la dispersione coerente dei neutrini dal sole diventerà una fonte di interferenza. 

Fonte: Science

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Strano fenomeno particelle luce distanti: esperimento italiano

Fonte - ANSA - Strano il fenomeno che è stato osservato tra due particelle di luce che si sono comportate sia come particelle che come onde! 

Recentemente grazie ad un esperimento italiano, è stato osservato per la prima volta uno strano fenomeno mai visto fin'ora tra due particelle di luce:

Strano fenomeno particelle luce distanti: esperimento italiano

il fenomeno ha del sensazionale, perchè per la prima volta in assoluto si è assistito al comportamento sia come particelle che come onde da parte di due particelle "bifronte"!

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Esperimento computer quantistico riscopre bosone Higgs

Senza ombra di dubbio questo comportamento è a dir poco bizzarro e fuori da ogni schema per quel che oncerne l'universo dell'infinitesimale che la fisica quantistica studia per capirne sempre di più i segreti:

Fig.1

l'esperimento è stato a cura di fisici italiani delle Università La Sapienza di Roma e Palermo ed è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

Questo fenomeno è sicuramente un importante passo verso le comunicazioni future che saranno molto più veloci rispetto a quelle che abbiamo oggi e la sicurezza sarà basata sulla crittografia quantistica:

l'esperimento che ha portato a questa scoperta, è stato condotto da Rosario Lo Franco, del dipartimento di Energia, ingegneria dell'informazione e modelli matematici dell'università di Palermo e anche ricercatori di Cina e Vietnam.

Durante l'esperimento si è potuto per prima cosa osservare come un fotone (particella di luce) sia capace di comportarsi anche come un onda oltre che ocme particella:

per appurare tutto ciò i ricercatori hanno fatto uso di particelle di luce che oscillavano in una determinata direzione.

A questo punto si è potuto produrre due fotoni aventi le stesse caratteristiche, determinandone il comportamento l'uno dell'altro, aldilà della distanza che li separava:

Azione spettrale a distanza

a suo tempo, questo stesso fenomeno Einstein l'aveva definito come "azione spettrale a distanza", ovvero sia ciò che oggi i fisici quantistici chiamano "entanglement", una specie di ingarbuglio all'interno del quale una particella è capace di influenzare il comportamento di un'altra particella similare, nonostante siano distanti tra di loro!

"Abbiamo dimostrato che un entanglement a due fotoni nella loro duplice natura onda-particella è possibile", ha affermato Lo Franco.

Questo fenomeno, ha aggiunto, può essere chiamato "azione di dualità onda-particella a distanza" e il prossimo passo sarà riprodurlo per un numero crescente di particelle e in modo completamente automatizzato. 

Fonte: ANSA

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Come sarà la comunicazione del futuro: esperimento teletrasporto

Come sarà la comunicazione del futuro, una rivoluzionaria scoperta che si è avuta attraverso un esperimento incredibile che si è fatto legando particelle distanti tra di loro 1.200 km! 

Una nuova porta verso la comunicazione del futuro, quella che si è aperta grazie ad un epserimento increedibile che si è effettuato con delle particelle che seppur distanti tra di loro migliaia di km si sono potute legare tra di loro:

Come sarà la comunicazione del futuro: esperimento teletrasporto

Si tratta di due particelle di luce she trasmesse alla distanza considerevole di 1.200 km sono riuscite a restare connesse tra di loro, prendendo le specifiche l'una dell'altra!

Si tratta di un esperimento che ha dell'incredibile quello che è stato condotto dalla University of Science and Technology cinese di Hefei i cui risultati sono stati successivamene pubblicati sulla rivista scientifica Science.

Fig.1

Senza ombra di dubbio i risultati ottenuti da questo esperimento aprono un nuovo orizzonte nel campo delle telecomunicazioni che si avranno nel futuro, osando perfino ipotizzare la possibilità del teletrasporto!

Ancora dunque un passo avanti quello che è stato compiuto dalla fisica quantistica, che si preoccupa di vigilare e studiare sui fenomeni che si realizzano nell'universo infinitesimale.

Fig.2

Il legame che si è avuto tra queste due particelle di luce a distanza di migliaia di chilometri è stato denominato ientaglement (Fig.2) e spiega il comportamento che avviene tra due particelle che seppur distanti tra di loro, riescono in ogni caso a restare legate l'una all'altra:

in modo tale da potere misurare le specifiche caratteristiche di una delle due che determina all'istante le stesse carateristiche dell'altra!

Inpasato al riguardo erano già stati effettuati esperimenti del genere, senza però riuscire ad ottenere gli stessi risultati, limitandosi ad un legame tra particelle fino a 100 km:

Fig.3

perche' la correlazione tra particelle si perde se queste vengono trasmesse attraverso le fibre ottiche o attraverso l'aria vicino al suolo.

Il problema stavolta è stato superato dai ficìsici che hanno preso parte all'esperimento, spezzettando la trasmissione lungo le fibre ottiche cosi da indurre i due fotoni a compiere più tappe, ripulendo e archiviando continuamente nuove informazioni ad ogni sosta.

Il gruppo cinese, guidato da Juan Yin, ha invece preferito un approccio diverso, basato sull'utilio di laser e satelliti .

I fisici del gruppo di Juan Yin, hanno utilizzato il satellite cinese Micius per comunicare con tre stazioni a terra in diversi punti della Cina, distanti ognuna circa 1.200 chilometri con una distanza dal satellite variabile fra 500 e 2.000 chilometri.

Fonte: ANSA

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Ricercatori italiani scoprono cinque nuove particelle elementari

Ricercatori italiani del Cern, l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, hanno recentemente scoperto 5 nuove particelle tramite un esperimento da loro stessi condotto! 

Grazie ad un recente esperimento condotto dai ricercatori italiani Antimo Palano e Marco Pappagallo, del Dipartimento interateneo di Fisica di Bari e della sezione di Bari dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), sono state scoperte contemporaneamente ben 5 particelle elementari:

Ricercatori italiani scoprono cinque nuove particelle elementari

Dopo avere effettuato un attenta analisi dei dati raccolti dal 2011 al 2015 da Lhcb, uno dei quattro grandi esperimenti in corso nell'acceleratore Lhc (Large Hadron Collider) del Cern di Ginevra, i ricercatori italiani sono stati in grado di fare questa eccezionale scoperta!

Queste nuove cinque particelle elementari sono il frutto di "stati eccitati" relativi ad una categoria di particelle conosciute con il nome di Omega C.

Esperimento Lhcb

Le particelle Omega C, sono dotate di una massa superiore a quella del protone e laverle scoperte diventa importante dal punto di vista dei record fin'ora regostrati nella storia della fisica delle particelle:

Infatti fin'ora mai nessuno era stato in grado di scoprire contemporaneamente 5 particelle di materia elementare, oltre ogni ragionevole dubbio dato dalla sperimentalità.

Fonte: ANSA

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Come diventare invisibili: svelato il segreto dei plasmoni

Come diventare invisibili, svelato il segreto dell'invisibilità, grazie ai plasmoni, oggetti che si trovano a metà tra le onde elettromagnetiche e le particelle che vengono create dall'oscillazione da un insieme di elettroni liberi (plasma) su una superficie. 

I plasmoni sono oggetti che si espandono parallelamente ad una superficie di metallo, esattamente nella zona che si trova al confine tra il metallo e il mezzo esterno (ad esempio aria o acqua) e sono molto sensibili a qualsiasi cambiamento di questo confine.

Come diventare invisibili: svelato il segreto dei plasmoni

Le variazioni subite dai plasmoni possono sopravvivere abbastanza a lungo da consentire applicazioni tecnologiche.

Per questo i plasmoni sono alla base di una nuova generazione di materiali che non esistono in natura, con proprieta' ottiche singolari e un indice di rifrazione plasmabile quasi a volonta'.

Materiali di questo tipo, chiamati materiali plasmonici, permettono sono alla base delle ricerche volte ad ottenere materiali che permettono di far scorrere la luce intorno ad un oggetto rendendolo perfettamente ‘’invisibile’’.

Ad esempio, sono allo studio lenti perfette, la cui risoluzione non e' piu' limitata dalla lunghezza d'onda della luce utilizzata.

Alcuni gruppi americani sono riusciti a ottenere l'invisibilita' in intervalli di lunghezza d'onda limitati intorno al millimetro, ma gli esperti del settore sono convinti che in linea di principio, utilizzando materiali ottenuti grazie alle nanotecnologie, sara’ possibile anche nascondere anche oggetti di grandi dimensioni.

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Bosone di Higgs scoperto segreto della massa

Bosone di Higgs, ovvero sia l'obbiettivo numero uno perseguito dai fisici di tutto il mondo, perchè grazie a questa particolare particella si è potuto scoprire il segreto della massa.

La massa esiste e la sua presenza è contemplata dalla teoria a cui fa riferimento la fisica moderna, il cosiddetto Modello Standard, che spiega come le particelle elementari sono in grado di assimilare la massa.

Bosone di Higgs scoperto segreto della massa

La sua scoperta è stata annunciata dal Cern di Ginevra il 4 luglio 2012.

Ad inviduare la particella sono stati gli esperimenti Cms e Atlas, condotti nel più grande acceleratore del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra.

Prevista nel 1964 dal fisico scozzese Peter Higgs, in collaborazione con i colleghi Fracois Englert e Robert Brout, l’esistenza del bosone di Higgs è diventata in breve parte integrante del Modello Standard.

Quest’ultimo prevede che lo spazio sia pieno dei cosiddetti ''campi di Higgs'', con i quali le particelle interagiscono.

 Le particelle che hanno un’interazione più forte hanno più massa rispetto a quelle che interagiscono debolmente.

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Scontro gas particelle di luce: fascio luminoso avvolgeva Via Lattea

Scontro avvenuto in tempi lontani tra gas e particelle di luce, produsse un enorme alone luminoso che avvolse per intero la nostra Galassia, la Via Lattea. 

Viaggiando nel tempo all'interno dei meandri della nostra Galassia, la Via Lattea, nell'era in cui aloni giganteschi di luce l'avvolgevano:

Scontro gas particelle di luce: fascio luminoso avvolgeva Via Lattea

Alcuni ricercatori, guidati da David Sobral dell'universita' britannica di Lancaster, e Jorryt Matthee, dell'universita' olandese di Leiden, hanno analizzato circa 1.000 Galassie similari alla nostra, confrrontandoli con quelli relativi ad un periodo in cui la stessa era più giovane.

I risultati hanno portato alla luce l'aspetto di quello che poteva rappresentare l'aspetto della Via Lattea in quel determinato periodo di tempo.

Certe Galassie, per lo più uguali alla Via Lattea, si presentano come avvolte da una particolare aura luminosa, dalla similitudini di un blob gelatinoso, le cui origini restano a tutt'oggi un vero e proprio mistero.

Analizzando un migliaio di queste galassie grazie al telescopio Newton che si trova nelle Isole Canarie, i ricercatori hanno ora compreso che il bagliore è dovuto a una 'lotta' continua tra le particelle di luce emesse dalle stelle (i fotoni) e gli atomi di idrogeno che circondano la galassia e che come una rete bloccano la loro fuga.

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