Toronto, in Canada, guidati da Dwayne Miller ha dimostrato l’esatto opposto nel caso dell’oro, secondo quanto riportato sull’ultimo numero della rivista “Science“.

“È ovviamente controintuitivo che l’oro riscaldato diventi più duro invece che più morbido, ma se il processo di riscaldamento avviene con una velocità estremamente alta, dell’ordine di un milione di miliardi di gradi al secondo, si raggiungono temperatura presenti all’interno delle stelle e l’indurimento si può verificare”, ha commentato Miller.

Gli elettroni dell’oro – spiegano gli autori – assorbono l’energia luminosa così velocemente che non riescono a collidere con gli atomi circostanti e perdere energia. Ciò significa che gli elettroni in media sono lontani dai nuclei atomici; di conseguenza producono un minore effetto di schermo con la loro carica negativa e i legami tra gli atomi diventano più forti.

“Un cristallo di oro è costituito da ioni di questo elemento e di elettroni debolmente legati che schermano la repulsione elettrostatica tra i diversi ioni, con il risultato che gli ioni risultano tra loro legati”, ha continuato Ralph Ernstorfer, ora ricercatore del Max-Planck-Institut per l’ottica quantistica di Garching, in Germania. “A differenza di ciò che succede in molti altri materiali, il riscaldamento che si ottiene con impulsi laser ultrabrevi rende le forze tra gli ioni ancora più forti, con il risultato di un reticolo ancora più duro, con un più alto punto di fusione. L’effetto di rafforzamento dei legami era già stato previsto per via teorica, ma è la prima volta che si osserva sperimentalmente.”

Nello studio, è stata utilizzata una tecnica di diffrazione elettronica a femtosecondi, che può essere pensata come una sorta di videocamera per ottenere un film dei processi che si svolgono a livello atomico. Inviando impulsi a femtosecondi attraverso un sottile cristallo di oro, i movimenti atomici vengono registrati in tempo reale mentre il materiale si riscalda.

Misurando la velocità di riscaldamento, l’ampiezza dei movimenti atomici e il punto di fusione è possibile inferire la stabilità del cristallo.

“Ora abbiamo una visione in tempo reale di questo esotico stato della materia, denominato materia densa ad alta temperatura, e possiamo mettere in relazione la struttura liquida osservata con l’aumento di stabilità del cristallo”, ha concluso Miller. (fc)

articolo interamente tratto da Le Scienze

Cosa vuol dire è diventato nero? Per esempio che, a seguito del trattamento, la sua maggiore sensibilità potrebbe rivoluzionare le tecnologie impiegate per la produzione di celle fotovoltaiche: il rendimento si vedrebbe proiettato piuttosto in alto, al confronto con le attuali medie di resa.

Per non citare la sensibilità dei sensori delle telecamere, che diverrebbero in grado di raccogliere quantità di luce infinitesimali, un obiettivo ambitissimo che oggi costa ben altri sforzi produttivi.

Come molti altri grandi successi, l’idea è venuta alla luce per caso. “Ero stanco dei (soliti, ndr) metalli e temevo che i finanziamenti si prosciugassero”, racconta al New York Times il fisico Eric Mazur dell’Università di Harvard, che assieme ad un collaboratore ha lavorato all’idea. Per cercare il flash di una vera novità, “ho scritto le nuove indicazioni in una proposta di ricerca senza pensarci troppo. L’ho scritto e basta, non so neanche perché”, ha dichiarato Mazur.

Il suo lavoro era stato avviato e finanziato dall‘Army Research Office, il braccio della ricerca delle forze armate americane, con il fine di esplorare le reazioni catalitiche sulle superfici metalliche. Seguendo l’intuizione, Mazur ha laserato un wafer di silicio con un fascio coerente molto, molto potente. Dopo il trattamento laser è stato applicato dell’esafluoruro di zolfo. Il wafer si è annerito e, ad occhio nudo, sembrava quasi bruciato: ma ad un esame al microscopio elettronico, sulla superficie si è rivelata una struttura di microtubi, che ha invece esibito le inaspettate caratteristiche.

Ora la novità è in mano a Syonix, una startup che si impegna a fondo nelle tecnologie fotoniche e ha raccolto l’autorizzazione ed i patent per trasformarla in qualcosa di fruibile a livello industriale. Si tratta di un passo senz’altro di grande interesse per qualunque settore e qualunque industria comunque legati a luce e silicio.

Il flash? Potrebbe divenire presto un vecchio ricordo: con una sensibilità 500 volte maggiore rispetto a quella attuale, forse non occorrerà più. Non resta che attendere gli sviluppi, che non tarderanno a fare ingresso in un segmento di mercato al giorno d’oggi piuttosto ampio.

Marco Valerio Principato da Punto Informatico

Saprete già che fonde e che anche magari bolle ma siete sicuri di sapere tutto su temperature estremamente basse e su quelle estremamente alte? Cominciamo il nostro percorso partendo dal basso.

Sotto i 120 Kelvin: l’acqua si presenta sotto forma di ghiaccio semplicemente amorfo, come la struttura nell’immagine sopra. Le molecole d’acqua sono ferme e hanno una così piccola energia che non riescono neanche a muoversi per formare qualche forma che possa assomigliare ad un cristallo. Ma se alziamo le temperatura un pochino,

tra 120 e 160 Kelvin: il ghiaccio inizia ad assemblarsi in cristalli, ma non esagonali come i fiochi di neve. C’è abbastanza energia da permettere al ghiaccio di formarsi in qualche figura che dia l’idea dell’ordine ma non c’è nè per formare i cristalli per come ci sono più familiari. Forma, invece quelle figure simili a dei poligoni mostrati nella figura di sopra. Il ghiaccio rimane in questa struttura fino a quando non arriviamo ai 160 Kelvin,

tra 160 e 273 Kelvin: c’è abbastanza energia per permettere al ghiaccio di assemblarsi nella sua forma più stabile, quella con cui siamo familiari tutti. Rimane così finchè lòa temperatura non passa i  273.15 Kelvin ( 0 Celsius ), punto in cui esso entra in una fase di transizione e fonde,

tra 273 e 373 Kelvin: e abbiamo così acqua liquida. C’è abbastanza eneregia che le molecole sono più legate le une con le altre da un legame solido; esse vibrano velocemente e può muoversi come vogliono o addirittura essere staccate. Anche se debole c’è però ancora un legame. Per rompere definitivamente questo piccolo legame abbiamo bisogno di maggiore energia. Ma…

tra 373 e 647 Kelvin: l’acqua diventa un gas. Le molecole individuale non sono più legate le une con le altre, e semplicemente diffondono via tra di loro. Sembra molto semplice apparte il fatto che possiamo aumentare ancora il termostato ! Cosa succede se andiamo sopra i 647 Kelvin?

tra 647 e 29,700 Kelvin: non c’è più nessuna possibilità di tornare a una fase liquida. Questa è la temperatura critica per l’acqua, e quanta pressione noi possiamo applicare non servirà a trasformare questo gas in qualcosa di liquido. Ma possiamo andare ancora più su. Qual’è il prossimo passaggio?

tra 29,700 e 158,000 Kelvin: le molecole d’acqua finiscono di esistere. La temperatura è così alta che gli atomi di idrogeno e di ossigeno non sono più uniti da nessuno legame e troviamo che semplicemente volano come atomi distinti. Ma c’è di più…

tra 158,000 e 81,000,000,000 Kelvin (e le scritte nell’imagine di sopra erano troppo belle da essere ritagliate): siamo passati allo stato di plasma, gli elettroni non possono più stare legati ai loro nuclei. Troviamo solo un brodo di protoni, nuclei di osssiageno ed elettroni. La temperatura è così alta che non riescono a formare atomi sotto queste condizioni. Ma possiamo andare ancora più su!

tra 81,000,000,000 e 2,300,000,000,000 Kelvin: la temperatura è così alta che si rompono i legami nucleari, protono e neutroni si dividono. Tutti gli elementi pesanti che si sono fermati dal Big Bang ad adesso cessano di esistere. Ma c’è ancora un ultimo passo prima che il nostro gioco al rialzo finisca:

sopra i 2,300,000,000,000 Kelvin: diventa troppo caldo per avere protoni, neutroni ed elttroni. L’energia è così alta che quark e gluoni sono adesso liberidi girovagare, e non è più possibile distinguere un nucleo.

Cosa succede a temperature ancora più elevate?Magari l’LHC ( Large Hardon Collider – acceleratore di particelle costruito dal CERN di Ginevra ) ci potrebbe illuminare …

da StartsWithABang

Una formula così semplice ( 2 atomi di Hidrogeno ed uno di Ossigeno ) per una sostanza che non finisce mai di stupirci per le sue innumerevoli proprietà uniche e rare, proprietà che rendono possibile che io sia quì oggi a parlarne, proprietà che rendono possibile la vita!

Ma oggi non parliamo dell’acqua che ha permesso la vita per come la conosciamo ma di un altro fenomeno abbastanza curioso. Proviamo a fare una cosa abbastanza semplice. Facciamo bollire dell’acqua. Andiamo in un posto abbastanza freddo in cui ci sia una temperatura di almeno -30 gradi Celsius. Prendiamo la nostra acqua bollente e gettiamola per aria. Si osserva l’istantaneo brinamento dell’acqua in neve. Per capire meglio guardate questo video:

httpv://www.youtube.com/watch?v=wJ3CKgZEitw

da StartsWithABang