Il fatto che non è una singolarità con un infinito potere distruttivo lo potrebbe rendere meno interessante ma l’idea è in realta’ ancora piu’ impressionante, se il confronto fosse in qualche modo applicabile ai buchi neri: gli scienziati hanno costruito un’analogo orizzonte degli eventi traducendo l’idea da una costruzione cosmologica dello spazio-tempo ad una applicazione efficace per l’elettromagnetismo. I buchi neri astronomici deformano lo spazio tempo, cosìchè le cose che vi viaggiano vicino finisco irrimediabilimente per essere divorati con un moto a spirale.  Il nuovo ultimissimo “buco nero” creato dagli studiosi finisce per fare le stesso effetto alla radiazione elettromagnetica.

Invece di alterare la struttura della dello spazio-tempo, il nuovo dispositivo modifica le permittività locali e quindi gli indici di rifrazione. Un brusco cambiamento di indici di rifrazione induce alla riflessione e rifrazione (che e’ anche il motivo per cui possiamo vedere la nostra immagine nel vetro, e perche’ gli oggetti nell’acqua sembrano essere nel posto sbagliato). Il nuovo dispositivo costruito da  Tie Jun Cui e  Qiang Cheng dell’Universita’ di Nanjing SudEst offre un morbido gradiente, al posto di un cambiamento brusco, grazie all’impiego di un cilindro di metamateriali che presenta un indice di rifrazione uniformemente crescente che deflette morbidamente la luce verso il punto di non ritorno.

Se ti è sfuggito il significato del termine “metamateriali” allora ti sei perso uno dei più grandi progressi del genere umano: con questi possiamo realizzare oggetti così piccoli con strutture ripetitive che si comportano come dei “grandi atomi” . Questi non presentano, quindi, proprietà  limitate come quelle degli elementi e dei composti che effettivamente esistono in natura ma, attraverso un progetto mirato, queste possono essere create in laboratorio. Perciò, uno spettro con varianza graduale degli indici di rifrazione, invece di essere un’agglomerato impossibile di ogni elemento dentro una stella, è qualcosa che possiamo realizzazre.

La metametallurgia non è ancora svillupata al massimo ed a questi livelli i dispositivi di cattura della radiazione lavorano a frequenze vicine alle microonde, con (com’era prevedibile) lunghezze d’onda paragonabile alle dimensioni di micrometri della maggior parte dei materiali più rilevanti. Per creare i dispositivi puramente neri, capaci di catturare la radiazione elettromagnetica nel visibile, con migliori prestazioni abbiamo bisogno di una più avanzata nanotecnologia, ma il team crede che questo sarà possibile prima della fine dell’anno.

Questo fatto non è limitatamente “interessante ed irrilevante”, perchè è semplicemente unico il modo in cui le fibre cilindriche convertono la radiazione elettromagnetica assorbita in calore nella fibra centrale, senza curarsi del verso e della direzione originali. Questa ricerca può portare “nuova luce” nel campo dei pannelli solari con “tende solari” completamente flessibili che potrebbero essere distese sopra ogni superficie non utilizzata per generare energia supplementare. L’applicazione di questa tecnologia è di indubbia utilità.

Luke McKinney da NewScientist

http://www.st-andrews.ac.uk/~ulf

A questo genio controverso dobbiamo il nostro attuale sistema di distribuzione dell’energia elettrica alternata multifase. Ai tempi ci fu un grande dibbatito con un inventore di caratura sicuramente minore come Thomas Edison se usare corrente alternata o corrente continua.

Tra le invenzioni e scoperte ricordiamo quella dei raggi X, della radio ( qualche anno prima di Marconi), diversi motori ad induzione a corrente alternata e continua, prima porta AND e tanto altro. Il fatto che molte invenzioni non gli vengono attribuite direttamente perchè questi non è mai stato tanto interessato a farsi pubblicità ed al denaro.Nella sua vita ha fatto i lavori più disparati e spesso non certo adatti al suo genio.

Negli gli ultimi anni della suo vita veniva man mano preso meno sul serio e considerato come una sorta di scienziato pazzo che studia fenomeni paranormali e per questo isolato. Non essendossi mai interessato al fattore economico morì all’età di 87 anni povero e dimenticato.

La storia della sua vita insegna che una persona ricca e senza scrupoli può venire considerato una persona dalle migliori doti intelletive rispetto ad un genio schivo e povero. Ancora oggi negli USA si crede che Edison sia stato più bravo di Tesla.

Per fortuna la comunità scientifica internazionale ha voluto premiare il suo fondamentale contributo all’elettromagnetismo assegnando il suo cognome Tesla ( T ) come unità di misura del campo magnetico.

“In modo contrastante,” dice Hawking, ” l’anno appena passato sono stati pubblicati circa 50 000 libri in lingua inglese, contenenti l’ordine di centinaia di miliardi di bit di informazione. Ovviamente la gran maggioranza di questa informazione è spazzatura e di nessuna utilià per nessuna forma di vita. Ma, anche in questo modo, la velocità con cui l’informazione utile può essere aggiunta è centinaia di milioni, se non miliardi , di volte rispetto al metodo con il DNA.”

Questo significa che secondo Hawking siamo entrati in un nuovo stadio evolutivo. “Come tutti sapranno l’evoluzione procede per selezione naturale a causa di mutazioni casuali.  Questa fase Darwiniana è durata per circa 3.5 miliardi di anni, creando noi, esseri che hanno svilluppato il linguaggio per scambiarsi l’informazione.”

Quello che ci ha distinto dagli uomini delle caverne nostri antenati è  il sapere e la mole di informazioni che abbiamo accumulato negli ultimi 10 000 anni, e particolarmente, puntualizza Hawking, negli ultimi trecento.

“Penso sia leggittimo considerare una visione più ampia ed includere l’informazione trasmessa esternamente insieme al DNA, nella corsa all’evoluzione degli esseri umani” dice Hawking.

Negli ultimi 10 000 anni gli umani sono passati per una, come la chiama Hawking, “fase di trasmissione esterna“, dove il registro interno dell’informazione, evolutossi con le successione di generazioni nel DNA, non è cambiato significativamente. Il registro esterno però, è cresciuto enormemente in libri e altre forme di memorizzazione dell’informazione. Alcune persone potrebbero usare il termine evoluzione solo per la trasmissione interna del materiale genetico e potrebbero obbiettare all’informazione incanalizzata in modo esterno. Ma io penso che questa è un visione troppo poco ampia. Noi siamo più dei soli geni che ci compongono.”

La scala dei tempi per l’evoluzione nel periodo di trasmissione esterna è collassata a circa 50 anni, se non meno.

Nel frattempo, osserva Hawking, i nostri cervelli umani , con i quali processiamo questa informazione, si sono evoluti secondo la scala dei tempi Darwiniana di centinaia di migliaia di anni. Questo potrebbe causare dei problemi. Nel 18-esimo secolo, si diceva che c’era un uomo che aveva letto tutti i libri scritti fino ad allora. Ai giorni nostri con la media di 1 libro al giorno ci vorrebbero circa 15 000 anni per leggere i libri di una biblioteca nazionale.”

Noi adesso stiamo entrando in una nuova fase, che Hawking chiama “evoluzione auto progettata“, nella quale saremo capaci di cambiare e migliorare il nostro DNA. ” Per prima cosa”, egli continua ” questi cambiamenti saranno confinati alla riparazioni dei difetti genetici come fibrosi cistica e distrofia muscolare. Queste sono controllate da singoli geni e perciò sono relativamente semplici da identificare e correggere. Altre qualità, come l’intelligenza, sono probabilmente controllate da un gran numero di geni. Sarà molto più difficile trovare questi geni e le relazioni che vi intercorrono. Comunque, sono sicuro che nel prossimo secolo riusciremo a modificare intelligenza e comportamenti caratteriali particolarmente istintivi. ”

Se la razza umana si occuperà di ridiseganare se stessa, per ridurre o eliminare il rischio di autodistruzione, probabilmente raggiungeremmo le stelle e colonizzeremo altri pianeti. Ma questo sarà fatto, come crede Hawking, con macchine intelligenti basate su componenti meccanici ed elettronici, piuttosto che con macromolecole, che eventualmente rimpiazzeranno la vita basata su DNA, come il DNA ha rimpiazzato le forme di vita più antiche.

da DailyGalaxy

Secondo il nostro intuito fisico la relatività sembra naturalmente più esatta e logica ma negli ultimi anni la quantistica sta dimostrando di essere la teoria vincente. Dal teorema di Bell degli anni sessanta si sono avute sempre più conferme che il nostro mondo è non locale (fenomeni di interazione fisica non dipendenti dalla posizione, anzi posizione di un oggetto fisico sempre più insensata come descrizione), fenomeno alla base dell’entaglement quantistico (fenomeno secondo qui un corpuscolo come un fotone può influenzare istantaneamente un altro fotone a milioni di anni luce di distanza senza però intaccare quello che c’è in mezzo a loro, fenomento simile anche al teletrasporto quantistico).

La relatività si basa sul principio di località, principio indiscusso anche da uno dei più grandi padri fondatori della quantistica come Niels Bohr che era convinto ci fosse una spiegazione locale per gli “strani” fenomeni quantistici. Attualmente molti studi ed applicazioni di alta tecnologia si basano su fenomeni fisici non locali.

Ho scritto evoluto non a caso perché è possibile che questo universo non abbia un inizio e neanche una fine, è possibile che faccia parte solamente di un ciclo. Questa teoria di Martin Bojowald (ricercatore astrofisico e membro dell’Institute for Gravitation and the Cosmos alla Pennsylvania State University) e del suo team di ricerca all’avanguardia nel settore, viene chiama teoria del Big Bounce.

Già gli antichi greci, con Leucippo, immaginarono che la materia fosse costituita da unità elementari che chiamarono atomi (indivisibile), a cui Rutherford nel 1911 diede un modello ad orbitali successivamente migliorato da Bohr nel 1913 con gli orbitali di energia.

Dopo Bohr ci vollero una trentina di anni  prima che tutta la comunità scientifica accettasse questa visione degli atomi, cambiamento dovuto sopratutto alle nuove equazioni degli orbitali di Schrodinger negli anni ’20 e al principio di indeterminazione di Heisenberg che descrissero molto più dettagliatamente la struttura atomica. Infine, dopo le deduzioni e gli esperimenti dei più grandi padri della quantistica citati prima,si ebbe la prova definitiva con la visione dell’atomo al microscopio nel 1951 da parte di Erwin Muller.

Il percorso della materia costituita da atomi e lo stesso di quello teorizzato da Bojowald per lo spazio e per il tempo, anch’essi secondo lui caratterizzati da una struttura a piccola scala costituita dai cosiddetti “atomi di spazio-tempo”. Questi si ritiene misurino sull’ordine dei 10^-35 m, parecchi ordini di grandezza più piccoli di elettroni, leptoni , quark e altre particelle subatomiche e quindi non osservabili con i moderni strumenti che arrivano fino a 10^-18 m.

Seppure scettica a molti studiosi, questa teoria promette molto soprattutto perché spiega paradossi della moderna astrofisica e del big bang dove pure la relatività generale fallisce. Infatti, la teoria del big bang dice che il tutto sia iniziato (spazio e tempo) con l’esplosione di una singolarità primordiale avente, secondo la teoria della relatività generale (ampiamente accettata come moderna teoria della gravità), temperatura e densità infinite. Il termine infinito però convince molto di più un matematico che un fisico (soprattutto se quantistico), a cui viene naturale ed istintivo dubitare di certi stati.

Quello che si sta cercando di fare oggi è di andare oltre la relatività di Einstein ed elaborare una teoria della gravità “quantistica” che riunisca questi due mondi per ora molto diversi (per chi fosse interessato rimando al famoso dissidio tra Bohr ed Einstein con quest’ultimo erroneamente scettico sulla teoria quantistica).

Si sono formulate alcune teorie basate su questi principi come la Teoria delle Stringhe o le Triangolazioni Dinamiche Casuali ma quella che desta maggiormente il nostro interesse è la Gravità Quantistica a Loop, ricavata da una riformulazione matematica della relatività generale resa simile alla teoria classica dell’elettromagnetismo. Questa teoria prevede esplicitamente l’esistenza degli atomi dello spazio-tempo, concetto tra l’altro estraibile anche dalle altre precedenti due che ammettono distanze sufficientemente piccole indivisibili.

Il punto di forza della gravità a loop sta nel fatto che è molto più intuitiva nel spiegare fenomeni in cui la gravità è molto forte e nella sua capacità di descrivere la fluidità dello spazio-tempo, due fenomeni in continua evoluzione. Gli atomi dello spazio-tempo formano una fitta rete apparentemente continua (relatività generale e spazio continuo) ma nei casi di grande energia (singolarità del Big Bang) la struttura discreta diventa molto importante.

Per applicare ai modelli matematici questa teoria, Bojowald e il suo gruppo hanno dovuto semplificare molte le cose, trascurando fenomeni poco importanti nella risoluzione di equazioni che in questo caso sono equazioni alle differenze (trattandosi di modelli discreti), versione discreta delle equazioni differenziali.

I risultati emersi da queste simulazioni hanno sorpreso non poco. Generalmente la gravità è una forza attrattiva. Un corpo tende a collassare sotto l’azione del suo stesso peso, e se la massa è abbastanza grande, il tutto collassa in un punto chiamato singolarità esattamente come in un buco nero. I risultati delle equazioni alle differenze suggeriscono che nelle condizioni di altissima densità ed energia di una singolarità la gravità si trasforma in una forza repulsiva. Per capire meglio facciamo l’esempio di una spugna porosa (lo spazio) che imbeviamo di acqua (massa ed energia). La spugna può raccogliere fino ad una certa quantità di acqua ed arrivata al limite oltre a non raccoglierne più ne respinge. Così la singolarità del big bang aveva sì una densità elevatissima tale da far rientrare nello spazio di un protone la massa di una galassia ma era una densità finita. Arrivati al limite di porosità energetica e di massa dello spazio è scoppiato il big bang e la gravità è divenuta repulsiva accelerando l’espansione dell’universo.

La forza della gravità a loop sta anche nel fatto che non ha bisogno di introdurre concetti altrimenti non prevedibili dalla teoria perché il tutto viene spiegato dalle equazioni alle differenze e della struttura porosa ad atomi dello spazio-tempo.

Il nostro universo potrebbe non essere partito da zero nel Big Bang ma derivare da un universo precedente collassato dalla gravità attrattiva che arrivata al punto massimo di energia dello spazio si è trasformata in gravità repulsiva espandendo lo spazio fino ad arrivare ai giorni nostri. Se questo fosse vero, bisognerebbe rivedere l’effettiva età del nostro universo che potrebbe essere conseguenza di molteplici mutazioni gravità attrattiva-gravità repulsiva, salti di gravità riassunti nel termine inglese “Big Bounce” ( grande rimbalzo ).

Dalle prime simulazioni è emerso che questi rimbalzi sono molto simmetrici, tali da farci risalire all’universo precedente. Simulazioni più dettagliate però fanno rivelato che nella miscela della singolarità le leggi quantistiche mescolavano in modo praticamente casuale il tutto, distruggendo la storia precedente. I risultati indicano che l’universo attuale è l’immagine riflessa dell’universo precedente. Questo però non permette di ricavare tutte le informazioni perché certe particelle elementari non sono perfettamente simmetriche rispetto alla riflessione.

I prossimi traguardi da raggiungere sono sicuramente quelli della scoperta ovviamente per via indiretta degli atomi dello spazio-tempo dalle loro proprietà risultanti dalle equazioni alle differenze. Essi, infatti, deflettono pure i fotoni della luce a seconda della loro lunghezza d’onda. Lo studio di onde gravitazionali e neutrini sono allo stesso modo importanti per risultati in questo settore a causa della loro debole interazione con la materia e quindi alla loro capacità di trasportare informazioni sulla singolarità del big bang, se non su quello che avveniva prima.

Fonti: Martin Bojowald da LeScienze 12/08 e vari siti internet

per approfondire sulla gravità a loop : wikipedia ( sembra fatta bene ) a dispetto della fama di questo sito

I computer quantistici potranno simulare qualsiassi modello ed evoluzione fisica di ciascun fenomeno, anche l’interazione tra molteplici universi.  Potranno risolvere anche molti problemi matematici notoriamente ostici, come la fattorizzazione, classicamente intrattabile, e potranno implementare algoritmi di crittografia praticamente inviolabili.

“La computazione quantistica,” riassume David Deutsch , fisico di Oxford, ” è qualitativamente un nuovo modo di sfruttare la natura.”

Essa suona come fantascienza come lo erano i satelliti, le fasi lunari, e originariamente anche il microprocessore. Ma l’era della computazione non è nemmeno alla fine delle fasi iniziali.

La computazione tradizionale, con la sua sempre più grande miniaturizzazione raggiungerà alla fine un limite: la legge di Moore, che dice che il numero di chip integrati nella stessa area di un circuito integrato raddoppia ogni 18 mesi, è sulla via di trovare un muro invalicabile verso il 2015, a causa dell’eccessivo riscaldamento e anche al fatto che oltre a certi gradi di miniaturizzazione non si può andare ( oggi siamo al nodo tecnologico dei 32nm e dobbiamo considerare che in 1nm ci sono solo 3 atomi di silicio in legame covalente ). Al massimo si è arrivati a dimostrare la fattibilità di un invertirore CMOS statico a 3nm.

Per scavalcare questo muro dovremmo capire bene come funzionano  le leggi del regno della quantistica, un sorta di pasese delle meraviglie di Alice dove ci sono particelle che possono essere in due posti contemporaneamente.

Dove i classici circuiti integrati al silicio lavorano con le leggi della fisica classica( sembra una semplificazione questa frase ma vi assicuro che studiandoli ho scoperto un mondo pieno di soluzioni assolutamente geniali e non certo intuitive ), un computer quantistico è capace di utilizzare le leggi della meccanica quantistica (specialmente l’interferenza quantistica) per realizzare un modo per l’elaborazione delle informazioni.

L’unità fondamentale dell’informazione nella computazione quantistica ( detto bit quantistico o qubit ), non è binario ma quaternario, fatto che differisce molto dalle classiche leggi della fisica.

Un qubit non esiste solo nei due stati logici 0 e 1 di un normale bit di informazione, ma anche in ulteriori stati che corrispondono ad una sorta di miscela o sovvrapposizione degli stati classici. In altre parole, un qubit può esistere come uno 0, un 1 o simultaneamente con uno 0 ed un 1, con un coefficiente numerico che rappresenta la probabilità di essere in ciascun stato, probabilità che è il fenomeno chiave di tutta la meccanica quantistica.  Questo può sembrare poco intuitivo visto che il mondo davanti ai nostri occhi e alle nostre scale di grandezza è governato dalle classiche ferree leggi di Newton, ma la meccanica quantistica interviene al livello atomico dove tutte le leggi classiche ( compresa la relatività di Einstein ) non hanno nessuna valenza .

Il motivo per cui questo è eccitante è che la computazione può essere fatta con un massiccio parallelismo grazie al fenomeno della sovvraposizione, il che equivale all’eseguire la stessa operazione su un computer classico dotato però di circa 10150  processori separati, cosa per adesso abbastanza difficile ( non dico impossibile visto che INTEL sta già sperimentando nei suoi laboratori sistemi a 512 o 1024 core ).

L’idea di un dispostivo computazionale basato sulla meccanica quantistica venne inizialmente esplorata negli anni ’70 e nei primi anni ’80 da fisici e scienziati come Charles H. Bennett del centro di ricerca  Thomas J. Watson Research Center dell’IBM,  Paul A. Benioff dell’ Argonne National Laboratory in Illinois, David Deutsch di Oxford, e più tardi da Richard P. Feynman, Nobel laureto alla California Institute of Technology dove stavano ponderando i limiti fondamentali della computazione classica.

Come già detto, continuando a rimpicciolire ed integrare sempre di più si arriverà alla grandezza di un singolo transistor MOS fatto di pochi atomi.  Quì sorgono i primi problemi perchè le leggi che governano il livello atomico non sono quelle classiche ma la meccanica quantistica prende il sopravvento.

Questo ha poi sollevato la questione su come un nuovo computer potrà essere costruito e funzionare sulle basi della meccanica quantistica.

Feynman è stato praticamente il primo a porsi questo problema e a produrre nel 1982 un modello astratto di una macchina quantistica  che mostrò come un sistema quantistico possa essere usato per eseguire delle computazioni. Egli spiegò anche come una macchina del genere possa agire da simulatore per la fisica quantistica. In altre parole un fisico potrà fare esperimenti sulla fisica quantistica su una macchina costruita e funzionamente sulla meccanica quantistica.

Nel 1985, Deutsch realizzò che l’idea di Feynman poteva portare ad un computer quantistico general purpose utilizzabile per qualsiassi programma e ha pubblicato un documento di fondamentale importanza teorica mostrando che ogni processo fisico, in linea di principio, potrebbe essere perfettamente modellato da un computer quantistico.    Dopo la pubblicazione del documento di Deutsch la ricerca ha cominciato a trovare molteplici applicazioni realizzabili con una macchina del genere.

La svolta avenne nel 1994 quando Shor fece circolare una prestampa di un articolo dove egli spiegava come usare la computazione quantistica per risolvere uno dei problemi più importanti nella teoria dei numeri, la fattorizzazione. Ha mostrato come un insieme di operazioni matematiche, progettate specificamente per un computer quantistico, possano essere organizzate per abilitare una tale macchina a fattorizzare numeri estremamente grandi in tempi molto ridotti, molto più velocemente  dei computer convenzionali.

Con la svolta di Shor, la computazione quantistica si trasformò da una mera curiosità accademica ad un interesse mondiale.

L’hardware quantistico, d’altro canto, rimane un settore emergente, ma il lavoro svolto finora suggerisce che sarà solo una questione di tempo prima di avere dispositivi di dimensioni sufficienti a testare gli algoritmi di Shor e di molti altri.

Al di là della effettiva creazione di un computer quantistico, il nostro maggiore limite è l’immaginazione dei programmatori. Questa sarà la grande sfida dei programmatori di Google e simili per il domani: prendere l’infinito potere di computazione e networking e creare interfacce che siano abbastanza facili da capire per un semplice utente.

Le recenti scoperte capitanate da Stuart Wolff dell ‘Università di Virginia ci permettono portare l’elettricità fuori dalle solite equazioni, e di sbarazzarsi del problema di surriscaldamento che sta rallentando gli IC ( Integrated Circuits ) rispetto all’andamento della legge di Moore. Sono stati realizzati singoli elettroni che aggiustano il loro spin. I circuiti sub-atomici sono alla nostra portata.

da DailyGalaxy.com e news.bbc.co.uk

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

i 32 nanometri non saranno il termine ultimo per i microprocessori a transistor, per loro si prospetta un futuro ben al di sotto di questo limite. Forse persino al di sotto dei 10 nanometri.
Il problema, oltre che fisico, è pratico: sotto un certo valore le attuali lenti ottiche, che consentono di focalizzare i laser che incidono tanti bei chip sui wafer di silicio, vanno in crisi. Un tempo si stimava che il limite massimo raggiungibile fosse addirittura superiore ai livelli raggiunti attualmente, ma in ogni caso – complice il restringersi delle giunzioni e la diminuzione degli elettroni utili, e la maggiore incidenza delle imprecisioni nel funzionamento – la tecnologia corrente era ed è in ogni caso agli sgoccioli.

Per fortuna il professor David Bogy e il suo collega Xiang Zhang dell’inesauribile Università di Berkeley hanno fatto segnare un passo avanti importante nella loro ricerca sulle super-lenti a plasmoni: un reticolo di elettroni viene fatto vibrare a lunghezze d’onda infinitesimali, trasformandosi in una sorta di lente ottica in grado di concentrare fasci di luce di lunghezza d’onda superiore e trasformarli in raggi super-precisi capaci di incidere miniaturizzazioni estreme.

In realtà la faccenda si fa ancora più complicata. Per sfruttare al meglio questa tecnica, è necessario che il wafer di silicio ruoti sul suo asse ad una velocità considerevole, con modalità molto simili a quelle riscontrabili in un comune hard disk magnetico. Il wafer è il disco dove vengono immagazzinati i dati, c’è una testina che gira a pochi nanometri di altezza dalla superficie che porta in dote la super-lente plasmonica che concentra il flusso di luce ultravioletta che piove dall’alto. Il paragone utilizzato è quello di un Boeing 747 che voli a tutta velocità a soli 2 millimetri dal suolo.

Per il momento gli esperimenti condotti nei laboratori californiani sono arrivati ad ottenere miniaturizzazioni dell’ordine di 80 nanometri. Niente di eccezionale, considerando che l’industria si avvia spedita verso i 32 transitando per i 45. Zhang e Bogy, però, si dicono sicuri che molto presto il loro processo si affinerà a tal punto da garantire precisioni nell’ordine dei 5-10 nanometri: inoltre, sarebbe possibile inglobare diverse migliaia di super-lenti in un’unica struttura, aumentando drasticamente la capacità produttiva di una singola testina e ampliando le applicazioni pratiche della scoperta.

Il risultato sarebbero dispositivi a semiconduttore 10 volte più piccoli degli attuali, con tutti i vantaggi derivanti in termini di spazio occupato sul silicio e potenzialità di elaborazione. Oppure dispositivi di immagazzinamento dati con capienze astronomiche, con tera e tera di byte in dischi ottici simili agli attuali prodotti a laser blu, e prodotti con costi molto inferiori risparmiando sui macchinari: niente più lenti e specchi costosi per convogliare e concentrare i fasci di luce. Con le lenti a plasmoni, si diventa piccoli.

da PuntoInformatico

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

Questo acceleratore è costato circa 9 miliardi di dollari e in esso vengono le poste le speranze di tutti i fisici e scienziati che vogliono scoprire le basi dell’universo ricreando le condizioni della sua formazione, cioè gli attimi immediatamente successivi all Big Bang. E’ il più grande esperimento di tutti i tempi!!

L’obbiettivo principale dell’acceleratore del CERN ( European Organization for Nuclear Research – gruppo di scienziati inventori tra l’altro di del Wordl Wide Web cioè di Internet ) è svelare i segreti della fisica delle particelle e risolvere il mistero dell’origine dell’universo. Per scoprire questo si fanno scontrare ad altissima velocità ioni,protoni e nuclei di atomi ad energia dell’ordine dei TeV. Quello che si spera di più è di dimostrare l’esistenza del bosone di Higgs, il responsabile di quella proprietà della materia detta massa. Questo bosone e altre particelle per ora solamente teoriche consentirebbero di riempire i buchi presenti nel Modello Standard.

Altre importantissime domande a cui potrebbero rispondere gli esperimenti condotti con l’LHC sono la natura della Materia Oscura e dell’Energia Oscura ( costituenti del 95% dell’universo ), l’esistenza o meno di dimensioni oltre le 4 conosciute ( lunghezza, larghezza, altezza e tempo ),capire meglio gli stati plasmatici della materia e tante altre cose.

Per rilevare tutti i fenomeni e le particelle non si farà uso solo dell’LHC ma anche di altri acceleratori minori ( SPS, PS, …) e rilevatori fatti apposta per un certo tipo di particella ( ALICE, CMS, LHC-b, … ) tutti situati nella stessa area al confine tra Francia e Svizzera e nella periferia di Ginevra e tutti di proprietà del CERN.

Per circa un mese a partire da oggi non ci saranno comunque collisioni ma solo lavori di sincronizzazione e si faranno passare dei protoni attraverso l’LHC per testare i dispositivi.

Per chi dice e pensa che l’LHC genererà buchi neri in grado di ighiottire la Terra la risposta è no, il Large Hardon Collider è assolutamente sicuro. Si potrebbero formare dei mini buchi neri perchè permessi dai calcoli matematici effettuati ma gli stessi calcoli dicono che questi proto buchi neri svanirebbero o meglio evaporerebbero nel nulla emettendo solamente una radiazione ( radiazione di Hawking) in un tempo di circa .000000000000000000000000001 secondi. Essi avrebbero un energia molto minore dei raggi cosmici che colpiscono ogni giorno la Terra. Ci tenevo a precisare questo perchè su tanti blog e giornali web si parla di più di questa stupidaggine che dei benifici che deriverebbero dagli esperimenti del CERN.

Coumque per festeggiare l’evento Google ha risposto con i suoi soliti loghi Google Doodle che ricordano eventi o persone. Ecco quello dedica al’LHC:

Per chi volesse seguire in diretta tramite videostreaming gli esperimenti condotti al CERN basta che incolli il seguente indirizzo in VLC nella sezione File/Apri Flusso di Rete/Personalizza:

mms://qstream-live.qbrick.com/00862live80910

Io personalmente auguro un buon lavoro ai migliori fisici e scienziati europeri o forse mondiali che sono proprio curioso cosa scopriranno di questo affascinante mondo chiamato UNIVERSO!!