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Serbatoio della scienza

Benvenuto nella nostra sezione "Science Tank". In quest'area del sito, trattiamo in modo interdisciplinare le scoperte rilevanti del mondo della scienza (fisica, matematica, informatica, medicina e molte altre). Pubblichiamo importanti risultati dal mondo con un'attenzione particolare all'ambiente scientifico a Gottinga. Divertiti e resta curioso.     

Zeptosecondi. Gli scienziati hanno misurato il periodo di tempo più breve nella storia

Un team di scienziati tedeschi ha misurato il passaggio dei fotoni attraverso la molecola di idrogeno. Questa è la misura più breve di un periodo di tempo fino ad ora ed è espressa in zeptosecondi o trilioni di secondi. I fisici dell'Università Johann Wolfgang Goethe di Francoforte hanno misurato come in collaborazione con gli scienziati del Fritz Haber Institute di Berlino e DESY di Amburgo a lungo ci vuole un fotone per attraversare una particella di idrogeno. Il risultato che hanno ottenuto è 247 zeptosecondi per la lunghezza media del legame della particella. Questo è il periodo di tempo più breve che è stato misurato finora.

I risultati sono pubblicati sulla rivista "Scienze"descritto in dettaglio. (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318)

Fonte immagine: "https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/physics-zeptoseconds-new-world-record-in-short-time-measurement/"

Die Zeit

Nel suo lavoro vincitore del Premio Nobel nel 1999, il chimico egiziano Ahmed Zewail ha misurato la velocità con cui le particelle cambiano forma. Usando flash laser ultracorti, ha scoperto che la formazione e la rottura dei legami chimici avviene nel range dei femtosecondi. Un femtosecondo è uguale a un miliardesimo di secondo (0,0000000000000000001 secondo, 10E-15 secondi).

Ma i fisici tedeschi hanno studiato un processo molto più breve del femtosecondo. Hanno misurato quanto tempo impiega un fotone per penetrare in una molecola di idrogeno. Le misurazioni hanno mostrato che il viaggio del fotone richiede 247 zeptosecondi per la lunghezza media di legame delle particelle e uno zeptosecondo equivale a un trilionesimo di secondo (0,00000000000000000000001 secondo, 10E-21).

La prima registrazione di un fenomeno di così breve durata è stata effettuata nel 2016. Fu allora che gli scienziati catturarono l'elettrone rilasciato dai legami dell'atomo di elio originale. Hanno stimato che questo ciclo è durato 850 zeptosecondi. I risultati di queste misurazioni sono apparsi sulla rivista "Nature Physics".

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Un nuovo motore aeronautico?

Si chiama Sistema Propulsivo Fluidico. (FPS), significa "sistema di propulsione fluida", o forse piuttosto "sistema di propulsione a base di fluido", o in realtà "fisica dei fluidi". Non è infatti un liquido, ma un gas, semplicemente aria, che da un punto di vista fisico può essere visto anche come un liquido a bassissima viscosità.

Andrei Evulet dalla Romania, che ha oltre 15 anni di esperienza presso GE Aviation, costruisce prototipi di questi motori da tempo. Era responsabile della tecnologia che fa parte del più grande motore a reazione del mondo, il GE9X, che sta lavorando sul Boeing 777X. Insieme al suo compagno di scuola Denis Dancanet, ha fondato Jetoptera alcuni anni fa. Sono stati guidati dall'idea di creare un nuovo sistema di propulsione che sarebbe stato l'ideale per i voli a decollo verticale del VTOL e avrebbe consentito di utilizzare sia grandi droni senza pilota che auto volanti.

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Superconduttività a una temperatura record

La rivista "Nature" ha pubblicato una pubblicazione di un team di scienziati sul fatto che sono riusciti a ottenerne uno Superconduttore per ottenerlo Temperatura ambiente funziona, forse un po 'più freddo della temperatura ambiente, perché 14,5 gradi Celsius. Il problema è che il materiale in cui è stato dimostrato questo fenomeno deve essere pressato a 2,6 milioni di atmosfere. Ma il solo raggiungimento della superconduttività a una temperatura così elevata è un grande risultato.

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Gli scienziati hanno determinato la massima velocità possibile del suono


Un gruppo internazionale di scienziati ha fissato un limite massimo per la velocità del suono, che è di circa 36 chilometri al secondo. Finora, la massima velocità del suono è stata misurata in un diamante ed era solo circa la metà del massimo dichiarato.


Le onde sonore possono penetrare vari media come l'aria o l'acqua. A seconda di ciò che stanno attraversando, si muovono a velocità diverse. Ad esempio, si muovono molto più velocemente attraverso i solidi che attraverso liquidi o gas, quindi un treno in arrivo può essere ascoltato prima ascoltando il suono che viaggia lungo il percorso piuttosto che nell'aria.

La teoria della relatività speciale di Albert Einstein stabilisce un limite assoluto alla velocità alla quale un'onda può propagarsi, vale a dire la velocità della luce, che è di circa 300.000 km al secondo. Finora, tuttavia, non è noto se le onde sonore abbiano anche un limite di velocità superiore quando attraversano solidi o liquidi. Finora. Scienziati della Queen Mary University di Londra, dell'Università di Cambridge e dell'Institute of High Pressure Physics di Troiksk, in Russia, hanno scoperto che la velocità del suono dipende da due costanti fondamentali adimensionali: la sottile costante strutturale e il rapporto tra massa protonica ed elettrone. i risultati del loro lavoro sono nella rivista "Anticipi Scienza"è stato pubblicato. (Fonte immagine: Pixelbay)

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La spada al plasma leggera di Star Wars è diventata una realtà

Il noto team di hacker Hacksmith Internet DIY, che ha tradotto vari concetti da film, fumetti e giochi in dispositivi reali, ha costruito una spada laser "reale", cioè basata sul plasma. Sebbene non sia comoda come l'arma di "Star Wars" perché purtroppo richiede uno spesso cavo di alimentazione del gas, sembra abbastanza simile all'equipaggiamento dei Cavalieri Jedi, come si può vedere dalle presentazioni video disponibili su Internet.

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La terapia sperimentale distrugge le cellule tumorali senza l'uso di farmaci

Le nanoparticelle, mortali per il cancro, possono essere utilizzate per combattere la malattia oscurando la loro vera natura. Le nanoparticelle, che vengono "camuffate" come amminoacidi necessari allo sviluppo del cancro, possono penetrare nella cellula cancerosa e, seguendo il principio del "cavallo di Troia", farla esplodere dall'interno verso l'esterno. Il metodo si è rivelato molto promettente negli esperimenti di laboratorio.

Questo "cavallo di Troia" è in realtà una nanoparticella ricoperta dall'amminoacido L-fenilalanina, essenziale per la sopravvivenza e la crescita delle cellule tumorali. La L-fenilalanina non è prodotta nel corpo e deve essere ingerita dal cibo, di solito carne e latticini ", hanno detto i ricercatori della Nanyang Technological University (NTU) di Singapore. La loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista"Piccolo" rilasciato.

Fonte immagine: Nanyang Technology University Singapore 

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Toilette cosmica, prezzo cosmico

“Spazio, distese infinite. L'anno è il 2020. Queste sono le avventure della stazione spaziale ISS: ... "

La NASA ha annunciato i test per l'installazione di una nuova toilette sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L'intero set da 23 milioni di dollari era destinato principalmente alle donne. Se i test avranno esito positivo, questa toilette ad alta tecnologia verrà utilizzata durante la missione Artemis II tra tre anni.



La maggior parte delle toilette delle stanze sviluppate fino ad ora lavorano con una pressione negativa, che allontana dal corpo gli "effetti del metabolismo umano" e lo trasferisce ad appositi sistemi di accumulo. Ora è stato progettato l'Universal Waste Management System (UWMS), che può essere tradotto utilizzando l'Universal Waste Management System. Funziona secondo un principio simile, ma ha una serie di nuove funzionalità che aiutano a mantenere l'igiene e ridurre gli odori, il che è piuttosto importante negli spazi ristretti dei veicoli spaziali.

Nuova toilette spaziale:


La NASA riferisce che l'UWMS è del 65% più piccolo e del 40% più leggero del bagno che è stato sulla ISS dagli anni '1990. Uno dei miglioramenti più importanti è l'avvio automatico dell'aspirazione non appena il coperchio del WC viene sollevato. Questo per aiutare a ridurre la diffusione di odori sgradevoli.

Poiché la toilette è progettata per le persone senza peso, avrà anche supporti per i piedi e guide speciali per "ancorare" gli astronauti. Nel vecchio design, a questo scopo venivano utilizzate cinghie speciali per le cosce.
Sebbene le informazioni della NASA non chiariscano che la nuova toilette spaziale sarà confortevole, gli esperti dell'agenzia ritengono che sarà un progetto più efficiente rispetto alle soluzioni in uso oggi. Secondo la NASA, il nuovo wc si pulisce e si mantiene più velocemente, soprattutto grazie alle nuove soluzioni per il drenaggio dell'urina. La toilette è inoltre progettata per essere completamente isolata dalle altre parti dell'astronave per garantire la privacy dell'utente.

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Corrente dal grafico oscillante

Un team di fisici dell'Università dell'Arkansas ha riferito sullo sviluppo di un sistema in grado di rilevare i movimenti termici nella struttura del grafene e convertirlo in corrente elettrica. "Il circuito di raccolta dell'energia basato su grafici può essere integrato con un processore per fornire energia pulita a bassa tensione per piccoli dispositivi o sensori", ha affermato Paul Thibado, professore di fisica e autore principale di un articolo sull'argomento pubblicato su Physical Review E .

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Microscopia oltre il limite di risoluzione

Il team polacco-israeliano guidato dal Dr. Radek Łapkiewicz della Facoltà di Fisica dell'Università di Varsavia ha presentato nella rivista "Optica" un nuovo e rivoluzionario metodo di microscopia che teoricamente non ha limiti di risoluzione.

La ricerca è stata annunciata dalla Foundation for Polish Science (FNP) in una comunicazione al PAP. Dott. Łapkiewicz è un destinatario del programma FIRST TEAM.


Lo sviluppo delle scienze della vita e della medicina richiede l'osservazione di oggetti sempre più piccoli, ad esempio la struttura e l'interazione delle proteine ​​nelle cellule. I campioni osservati non dovrebbero differire dalle strutture naturalmente presenti nel corpo, pertanto i metodi ei reagenti non devono essere usati in modo troppo aggressivo.
Il classico microscopio ottico ha una risoluzione insufficiente. A causa della lunghezza d'onda della luce, un tale microscopio non consente l'imaging di strutture più piccole di circa 250 nanometri (metà della lunghezza d'onda della luce verde). Gli oggetti più vicini tra loro non possono più essere distinti. Questa è la cosiddetta limitazione diffrattiva.
Il microscopio elettronico ha una risoluzione di diversi ordini di grandezza superiore a un microscopio ottico, ma ci permette di osservare solo oggetti morti che vengono posti nel vuoto e bombardati da un fascio di elettroni. Non si tratta di studiare organismi viventi o processi che si verificano naturalmente in essi.

Fonte immagine: Optica Vol. 7, Edizione 10, pp. 1308-1316 (2020) •https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600

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Reattori rotanti - fabbriche chimiche auto-organizzate

Grazie alla forza centrifuga e all'utilizzo di liquidi di diversa densità si possono sviluppare fabbriche chimiche auto-organizzate. L'idea per i reattori rotanti proposta dalla Polonia non è solo intelligente, ma anche bella. La ricerca è stata inserita sulla copertina della prestigiosa rivista "Nature".

Il team polacco-coreano ha mostrato come sia possibile eseguire contemporaneamente un'intera serie di reazioni chimiche complesse, senza ricorrere a complicati sistemi vegetali, ... forza centrifuga. Il primo autore della pubblicazione è il Dr. Olgierd Cybulski, che lavora presso l'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Corea del Sud.


Un reattore chimico rotante

- Mostriamo come preparare fabbriche chimiche auto-organizzate - descrive l'autore corrispondente della pubblicazione, il Prof. Bartosz Grzybowski (anche UNIST e l'Istituto di Chimica Organica dell'Accademia Polacca delle Scienze). Aggiunge che ha già un'idea di come realizzare un simile reattore rotante chimico ... per recuperare il litio dai liquidi nelle batterie.

Il fatto che liquidi di diversa densità possano formare strati non mescolati può essere osservato anche durante il pranzo, fissando i brodi. Il grasso della zuppa galleggia sopra perché è meno denso della parte acquosa della zuppa.

A casa si può vivere un'esperienza più complessa: molti liquidi di diversa densità vengono versati lentamente in un unico recipiente uno alla volta. Puoi iniziare con il miele più denso, lo sciroppo d'acero, il sapone per i piatti, l'acqua, l'olio vegetale fino al cherosene più raro. Se ciò avviene abbastanza lentamente, vedrai strati di colori diversi separati l'uno dall'altro e non mescolati in questa cosiddetta colonna di densità (non commestibile).
Ma se una tale colonna di densità inizia a ruotare molto, molto rapidamente - per ruotare la nave attorno a un asse verticale (come su una ruota di ceramica, ma molto più velocemente - ad esempio 2,6 mila giri al minuto), risulta che gli strati successivi si formano concentrici anelli. I liquidi più leggeri hanno un diametro inferiore e sono posizionati più vicino al centro della centrifuga, mentre i più densi sono posti in grandi anelli più vicini al bordo della centrifuga. La centrifugazione è un fattore importante qui poiché la forza centrifuga inizia a dominare la tensione superficiale del liquido. È possibile ottenere strati di liquido molto sottili, fino a 0,15 mm o anche più sottili, senza il rischio di miscelazione. Se la densità del liquido viene scelta correttamente, gli scienziati hanno dimostrato che è possibile ottenere fino a 20 anelli colorati in una centrifuga che ruota attorno a un asse comune.

Fonte immagine: Cover Nature: Article Volume 586 Issue 7827, 1 ottobre 2020

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L'intelligenza artificiale legge le immagini del viso dalle onde cerebrali

L'Università di Helsinki ha sviluppato uno strumento di Intelligenza Artificiale che ti permette di avere un'idea di cosa sta pensando il tuo cervello in un dato momento. Dopo aver letto le onde cerebrali delle persone a cui viene chiesto di concentrarsi sull'immagine di una persona, l'algoritmo di intelligenza artificiale crea immagini facciali che i partecipanti guardano. Questa ricerca, descritta in Nature Scientific Reports, consisteva in quella per svolgere diverse fasi di pratica e quindi testare l'algoritmo.

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