Crea sito

Termalizzazione: nuovo stato fisico della materia.

Lug 24

Termalizzazione. Osservato un nuovo stato fisico della materia che non termalizza.

Un gruppo di ricerca tedesco e israeliano, ha osservato per la prima volta un nuovo stato fisico della materia che non termalizza (termalizzazione).

termalizzazione 1Uno studio condotto da un gruppo di ricerca tedesco affiancato da un gruppo di ricercatori israeliani, utilizzando atomi ultra freddi di potassio imprigionati in “cristalli di luce”, ha permesso per la prima volta l’osservazione di un nuovo stato quantistico della materia che non termalizza, vale a dire che non raggiungere l’equilibrio termico per molto tempo.

Nella norma, una qualsiasi sostanza liquida a contatto con del ghiaccio si raffredda, o per essere più pignoli, la sua temperatura scende di alcuni gradi; basta pensare per esempio ad una bevanda con dei cubetti di ghiaccio. Questo processo è chiamato termalizzazione, il raggiungimento da parte di un sistema di un nuovo equilibrio termico – dopo che l’equilibrio iniziale è stato alterato – grazie all’interazione reciproca dei corpi fisici che costituiscono il sistema in questione. Avviene per quasi tutti i sistemi interagenti che ci sono in natura, anche nei casi in cui agiscono effetti quantistici iniziali. L’azione degli effetti quantistici però viene “diluita” su tutto il sistema in questione e la sua influenza non più osservabile dopo breve tempo.

Un team di ricercatori appartenenti alla Ludwig-Maximilians University (LMU) di Monaco di Baviera e all’Istituto Max Planck di ottica quantistica (MPQ) di Garching, in Germania, in collaborazione con l’istituto di ricerca israeliano Weizmann, hanno creato e analizzato per la prima volta uno stato della materia detto “localizzato a molti corpi” (Many-Body Localized), in cui, nonostante la presenza delle interazioni spiegate prima, non avviene termalizzazione. In sostanza, il sistema memorizza il suo stato quantistico iniziale, anche per tempi più lunghi. I ricercatori hanno condotto l’osservazione sperimentale di stati localizzati a molti corpi per atomi di potassio ultra freddi trattenuti in un cristallo artificiale di luce, un reticolo ottico che viene creato sovrapponendo e facendo interferire fra loro diversi fasci laser. Il reticolo ottico rappresenta una griglia microscopica di piccoli punti luce in cui gli atomi possono essere intrappolati, dotandoli di un potenziale rigido e casuale lungo una direzione di movimento. Sia l’intensità del disordine che l’interazione tra gli atomi possono essere controllate con precisione nell’esperimento. Nello schema è illustrata una fluttuazione di densità iniziale è applicata agli atomi ultra freddi trattenuti in un reticolo ottico (1). Senza disordine, il sistema tende a un stato di equilibrio termico (2). In presenza di sufficiente disordine, il sistema permane per lungo tempo in uno stato non termalizzante in cui conserva memoria dello stato iniziale (3).

termalizzazione 2L’esperimento prevede che al sistema così preparato venga applicata una fluttuazione di densità iniziale, osservandone poi l’evoluzione. Se la dinamica è termalizzante, allora la modulazione di densità viene rapidamente persa, dal momento che il punto di equilibrio termico non porta memoria dello stato iniziale in cui si trovava il sistema. In caso contrariouna persistente modulazione della densità indica localizzazione, proprio quello che i ricercatori hanno osservato. «Siamo rimasti sorpresi nel constatare il tempo di vita di questo nuovo stato della materia», ha dichiarato Michael Schreiber, il dottorando alla Ludwig-Maximilians University che ha condotto la ricerca. «Anche se la natura di questo stato è eminentemente quantistica, si è rivelato molto più stabile di qualsiasi altro tipico stato a molti corpi che abbiamo esaminato in passato». La ricerca su questo nuovo stato fisico della materia che non termalizza è stata pubblicato sul numero online della rivista Science Express.

Illustrazione schematica dell’esperimento. Una fluttuazione di densità iniziale è applicata agli atomi ultra freddi trattenuti in un reticolo ottico (1). Senza disordine, il sistema tende a un stato di equilibrio termico (2). In presenza di sufficiente disordine, il sistema permane per lungo tempo in uno stato non termalizzante in cui conserva memoria dello stato iniziale (3). Crediti: M. Schreiber, LMU

(Grazie ad Antonio Piazzolla per l'articolo)
Read More

Einstein, Carroll… e l’indovinello.

Lug 24

L’indovinello di Einstein-Carroll

Da decenni questo indovinello viene attribuito ad Albert Einstein, alcuni invece sostengono che fu inventato da Lewis Carroll. Solo una persona su 50 riesce a risolverlo senza usare carta e penna. Siete capaci di risolverlo?

Da decenni questo indovinello viene attribuito ad Albert Einstein, padre della Teoria della Relatività, alcuni invece sostengono che fu inventato da Lewis Carroll, scrittore, matematico, fotografo e logico britannico. Solo una persona su 50 riesce a risolverlo senza usare carta e penna. Siete capaci di risolvere l’indovinello di Einstein-Carroll?

einsteinCi sono 5 case di differenti colori, disposte in fila. In ogni casa vive una persona con una nazionalità diversa. I cinque inquilini bevono un certo tipo di bevanda, fumano una certa marca di sigari e hanno ciascuno un diverso genere di animale domestico. Nessuno beve la stessa bevanda, fuma la stessa marca di sigari o possiede lo stesso genere di animale.

Inoltre:
1. L’inglese vive nella casa rossa;
2. Lo svedese ha un cane;
3. Il Danese beve tè;
4. La casa verde è alla sinistra di quella bianca;
5. Chi vive nella casa verde beve caffè;
6. Chi fuma Pall Mall alleva uccelli;
7. Il proprietario della casa gialla fuma Dunhill;
8. L’inquilino della casa centrale beve latte;
9. Il norvegese vive nella prima casa;
10. Chi fuma Blends vive vicino a chi tiene i gatti;
11. Chi ha il cavallo vive vicino a chi fuma Dunhill;
12. Chi fuma Bluemasters beve birra;
13. Il tedesco fuma Prince;
14. Il norvegese vive vicino alla casa blu;
15. Chi fuma Blends vive vicino a chi beve l’acqua

La domanda è: Quale inquilino è proprietario del pesce?

Se proprio non ci riuscite o se siete troppo pigri, ecco a voi la soluzione dell’indovinello:
Se siete troppo pigri anche per guardare il filmato vi daremo noi la soluzione:
einstein
L’inquilino che possiede il pesciolino è il tedesco! Se volete sapere come si giunge a tale conclusione mettete la pigrizia da parte e guardare il filmato qui sopra.
(Grazie a Antonio Piazzolla che ha scritto questo articolo)
Read More