Materia oscura: forse è un'illusione creata dal vuoto quantistico.

Fonte: Le Scienze

La materia oscura potrebbe non esistere e i fenomeni attribuiti a essa potrebbero essere spiegati con la polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico.

La presenza della materia oscura potrebbe essere solo un'illusione causata dalla polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico. L'ipotesi - illustrata in un articolo in corso di pubblicazione su Astrophysics and Space Science e anticipato su arXiv - è stata avanzata da Dragan Slavkov Hajdukovic, un fisico del CERN che, ben poco convinto, dall'ipotesi della materia oscura avanzata per spiegare le note anomalie cosmologiche, sta proponendo modelli in grado di spiegarle che siano alternativi sia all'esistenza della materia oscura sia alla ventilata modificazione della legge di gravità, considerata ancor meno convincente. "Il messaggio chiave del mio lavoro è che la materia oscura potrebbe non esistere e che i fenomeni attribuiti a essa potrebbero essere spiegati con la polarizzazione gravitazionale del vuoto quantistico", ha detto Hajdukovic. "Gli esperimenti e le osservazioni future riveleranno se i miei risultati sono solo sorprendenti coincidenze numeriche o un embrione di una nuova rivoluzione scientifica.""Per quanto riguarda la gravità, la fisica tradizionale presuppone che vi sia una sola carica gravitazionale, identificata con la massa inerziale, mentre io ho assunto che, come nel caso delle interazioni elettromagnetiche, ci siano due cariche gravitazionali: una carica gravitazionale positiva per la materia e una carica gravitazionale negativa per l'antimateria ", ha spiegato Hajdukovic.Se materia e antimateria sono gravitazionalmente repulsive, le coppie particella-antiparticella virtuali che esistono per un tempo limitato nel vuoto quantistico sono "dipoli gravitazionali." In questo scenario, il vuoto quantistico contiene molti dipoli gravitazionali virtuali, prendendo la forma di un fluido dipolare."Possiamo considerare il nostro universo come una unione di due entità che interagiscono tra loro", ha detto Hajdukovic. "La prima entità è la nostra materia 'normale' (quindi non assumiamo l'esistenza della materia oscura e energia oscura), immerso nella seconda entità, il vuoto quantistico, considerato come un mare di diversi tipi di dipoli virtuali, tra cui i dipoli gravitazionali."In prossimità di stelle massicce e galassie i dipoli gravitazionali virtuali del vuoto quantistico possono essere polarizzati gravitazionalmente dalla materia barionica. Quando questi dipoli virtuali si allineano, producono un ulteriore campo gravitazionale in grado di sommarsi al campo gravitazionale prodotto da stelle e galassie. Il vuoto quantistico gravitazionalmente polarizzato potrebbe così produrre lo stesso effetto sia dell'ipotetica materia oscura sia di una modificazione della legge di gravità.Le equazioni elaborate da Hajdukovic consentono di calcolare gli effetti della polarizzazione gravitazionale a diverse distanze dal centro di una galassia, che sono in buon accordo con le osservazioni. (gg)

Come ti sconfiggo il mal di treno.

Fonte: Daily Wired

Per vincere il malessere che si prova quando un treno percorre una curva, basta servirsi di un sistema GPS che comunica ai vagoni qual è il momento esatto in cui cambiare assetto. La compagnia di treni svizzera sta investendo in questa tecnologia 3,2 miliardi di franchi.
L’ing. Francesco Di Majo se ne è andato all’inizio di quest’anno. A lui si deve l’invenzione del treno ad assetto variabile, conosciuto in tutto il mondo con il nome di Pendolino. L’ingegnere aveva trovato il modo di costruire treni capaci di sfrecciare in curva a velocità del 25-30% più elevate del normale. L’unica nota dolente di questa meraviglia ingegneristica è un problema che ancora oggi affligge la maggior parte dei passeggeri: quel senso di malessere che colpisce la testa e lo stomaco quando il treno è in curva. A proporre una possibile soluzione a questo problema ci ha pensato un gruppo di ricerca coordinato dal professor Bernard Cohen del Mount Sinai Medical Center, in Usa, che ha pubblicato i risultati dello studio sul Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB) Journal. Quando entrano in una curva, i vagoni del treno sono soggetti a due forze: da una parte c’è un’accelerazione centripeta che spinge verso il centro della curva, dall’altra una forza centrifuga che, per reazione alla prima, muove il vagone verso l’ esterno. Per un passeggero comodamente seduto nella sua vettura, questo gioco forze avrà un unico risultato: lo spiaccicherà al finestrino o sui braccioli esterni del suo sedile. E da questo, si suppone, nasce il mal di treno. Per cercare di alleviare questo malessere, il binario esterno di un tratto curvilineo viene leggermente rialzato rispetto all’altro: ne risulta una lieve diminuzione della forza centrifuga così noiosa ai passeggeri. Nel Pendolino, per aumentare al massimo la velocità in curva (ma sempre nei limiti della sicurezza), un sistema promuove attivamente l’ inclinazione dei vagoni verso l’interno per compensare la forza centrifuga. Lo fa attraverso dei sensori posizionati sul primo vagone, che rilevano l’inizio di una curva trasmettendo l’informazione ai vagoni successivi. Il problema, spiegano i ricercatori, è che c’è un inevitabile ritardo dal momento in cui il primo vagone dà il segnale e quello in cui le altre carrozze lo ricevono. Quindi, gli altri vagoni non entrano in curva con l’assetto migliore e, in più, rallentano la velocità. Il problema potrebbe essere risolto se il rilevamento delle curve non avvenisse tramite sensori posti sul primo vagone, ma grazie a un GPS. Per verificare la validità di questa teoria, i ricercatori hanno condotto un esperimento di due mesi monitorando le reazioni di 200 passeggeri. I treni utilizzati nel test erano ad assetto fisso e variabile e, in quest’ultimo caso, il rilevamento delle curve poteva avvenire sia tramite sensori posizionati sul primo vagone sia con GPS. I passeggeri non hanno riscontrato alcun malessere quando viaggiavano in assetto fisso, dimostrando che non è la forza centrifuga in sé a causarlo. Ma, naturalmente, in questa modalità i treni viaggiavano molto più lenti. Per aumentare la velocità e al contempo migliorare il comfort dei passeggeri, i ricercatori hanno visto che bastava rilevare le curva tramite sistema GPS. Dopo aver visto i risultati, la Schweizerische Bundeshanen (cioè la compagnia che gestisce il sistema ferroviario in Svizzera e che ha commissionato lo studio) ha investito ben 3,2 miliardi di franchi svizzeri per avviare la costruzione di nuovi treni dotati di questa tecnologia. “ E’ una scoperta sensazionale e una soluzione pratica per risolvere un problema che affligge tutti noi”, ha commentato soddisfatto Bernard Cohen.

Stress idrico: servono nuove tecnologie per i dissalatori.

Fonte: Le Scienze

I processi per dissalare l'acqua di mare richiedono una quantità minima di energia che non può essere ridotta, e la tecnologia attuale si sta avvicinando a quel limite. Allo stato attuale, un terzo della popolazione mondiale vive in paesi sottoposti a stress idrico e l'aumento della popolazione, la contaminazione delle sorgenti di acqua dolce e il cambiamento climatico faranno ulteriormente crescere questa percentuale nei prossimi dieci anni. Proprio per aumentare le risorse idriche disponibil,i negli ultimi anni in molti paesi sono stati costruiti grandi impianti di dissalazione dell'acqua di mare e si prevede che in futuro ne verranno costruiti molti altri.Tuttavia - osserva William Phillip, che con il collega Menachem Elimelech dell'Università di Yale ha dedicato al problema un ampio studio ora pubblicato su Science - "la dissalazione dell'acqua di mare è un processo ad alta intensità energetica; consuma molta più energia che trattare tradizionali sorgenti di acqua fresca", ha detto Phillip. "Tuttavia, queste fonti tradizionali non saranno in grado di soddisfare la crescente domanda di acqua in tutto il mondo. Capire dove si inserisca la dissalazione dell'acqua di mare in questo ventaglio di opzioni di approvvigionamento è un problema critico."Il principale metodo di dissalazione dell'acqua di mare oggi utilizzato ricorre infatti all'osmosi inversa, un processo in cui l'acqua di mare viene forzata attraverso una membrana che filtra il sale. Per ridurre la quantità di energia necessaria per spingere l'acqua attraverso da anni gli scienziati si sono concentrati sul miglioramento del flusso d'acqua testando nuovi materiali, come i nanotubi di carbonio. Nel nuovo studio, Elimelech e Phillip dimostrano però che l'osmosi inversa richiede una quantità minima di energia che non può essere ridotta, e che la tecnologia attuale si sta avvicinando a quel limite. Secondo i ricercatori, per ottenere guadagni reali in termini di efficienza è necessario quindi puntare sulle fasi pre e post-trattamento della dissalazione.Secondo gli autori la dissalazione deve essere considerata solo l'ultima risorsa nel tentativo di fornire acqua fresca per le popolazioni del mondo, a cui ricorrere solo dopo aver sfruttato le diverse altre opzioni esistenti, fra cui il trattamento delle fonti d'acqua di bassa qualità, il riciclo, il riutilizzo e la conservazione delle acque. Queto ordine di priorità è dettato anche dal fatto che non esistono di fatto studi sulle possibili conseguenze sugli ecosistemi marini di una eventuale diffusione su grande scala degli impianti di dissalazione.Ciò non toglie, concludono i ricercatori, che la dissalazione abbia un grande ruolo da svolgere oggi e nel futuro: "Tutto questo richiederà nuovi materiali e una nuova chimica, ma crediamo che è su questo che dobbiamo concentrare i nostri sforzi futuri. Il problema della mancanza d'acqua può solo peggiorare, e dobbiamo essere pronti ad affrontare la sfida con il miglioramento di tecnologie sostenibili." (gg)

Si può prevedere scientificamente il comportamento umano?

Fonte: Moebiusonline

a cura di Federico Pedrocchi e Alberto Agliotti

Immaginate di trovarvi alle prese con i 50 milioni di pezzi che compongono un jumbo e di doverlo ricostruire. Problema complicato, ma non complesso, se avete il libretto di istruzioni. Se non l'avete e non avete neppure un modello di riferimento, o peggio non avete nemmeno idea di cosa sia un aereo, dovete tentare un'operazione di ingegneria inversa, cioè studiare i singoli elementi e fare ipotesi sul funzionamento dell'insieme. "Un sistema complesso emerge dall'interazione degli elementi che lo compongono ed è molto di più della loro somma" - spiega Mario Rasetti, docente di Fisica teorica al Politecnico di Torino. "La complessità studia quei fenomeni nei quali il numero di variabili e di gradi di libertà è enorme e non c'è maniera deterministica di analizzarli." Per i suoi studi sui sistemi complessi, il fisico ungherese Albert-László Barabási ha ricevuto il premio Lagrange 2011 dalla Fondazione ISI, di cui Rasetti è presidente. Nel suo ultimo saggio, Lampi (Einaudi, 28 euro), Barabási si interroga sulla prevedibilità del comportamento umano. Per la prima volta nella storia disponiamo di un enorme insieme di dati oggettivi sulle nostre attività: sono le tracce elettroniche che lasciamo attraverso mail, cellulari, carte di credito, un immenso database che oggi possiamo analizzare con potenti computer. Il nostro comportamento è fatto da una serie di azioni che siamo abituati a considerare come eventi discreti, casuali e isolati. Secondo Barabási, la realtà è molto diversa. In Lampi, né complicato, né complesso, ma sempre piacevolmente scorrevole, ci racconta perché. Albert-László Barabási, Lampi, edizioni Einaudi, 28 euro.

Ascolta l'intervista a Mario Rasetti:

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Il web compie venti anni. Dal Cern a Google.

Fonte: Il Capoluogo

L'Aquila, 7 ago 2011 - 20 anni di web, dal 1991 al 2011. Da quando cioè fu messo on line il primo sito web. E' vero che l'idea di rete e i primi utilizzi risalgono in realtà agli anni Sessanta con Arpanet, progetto del ministero della Difesa statunitense, a scopi militari, e poi con altre sperimentazioni. Ma il primo indirizzo www, supportato dal protocollo http lo dobbiamo al ricercatore inglese del Cern di Ginevra Tim Berners Lee. L'indirizzo del sito è http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html e la peculiarità dell'intuizione di Berners Lee fu quella di poter "navigare" le informazioni attraverso strutture ipertestuali, accedendo ai contenuti non in modo lineare, ma con una consultazione più elastica e soprattutto condivisa. Ovviamente le finalità erano orientate ad una condivisione delle ricerche scientifiche, ma sappiamo bene oggi quale mole di informazioni e di quale varietà venga condivisa sulla rete. Il percorso dagli anni novanta è stato rapido e ricco di novità, i browser a larga diffusione (il primo fu Mosaic nel 1993) hanno permesso agli utenti di accedere alla rete, insieme ad una maggiore efficienza delle strutture di connessione.
Internet, il concetto di rete, hanno dato un grande contributo alla possibilità di accesso alle informazioni, alla condivisione, hanno favorito la comunicazione e ci hanno aiutato nei lavori più svariati, influenzando l'economia, la vita sociale, culturale e anche politica. Oggi quindi il web viene sempre più considerato una "cosa seria" e, per questo, si cerca di individuare delle regole, come ad esempio in Italia sta facendo l'Agcom per la condivisione dei contenuti protetti da diritto d'autore, oppure come ricorda lo stesso papà del web, Berners Lee, la cui preoccupazione invece è nella tutela della privacy dei cittadini, soprattutto per la mole di dati personali che vengono gestiti dai tycoon del web (Google, Facebook...).

La teoria del Multiverso trova nuove tracce a suo sostegno.

Fonte: Corriere Scienze

Identificate quattro aree nella radiazione cosmica di fondo compatibili con il modello proposto.

MILANO - Prima era solo un'elegante teoria che molti scienziati consideravano pura ipotesi senza nessuna possibilità di essere dimostrata, ora c'è qualche traccia. La «teoria del multiverso», cioè di un numero infinito di universi (il nostro sarebbe uno dei tanti) contenuti in mega-bolle che si originano una dall'altra, ha trovato un sostegno in due articoli pubblicati in Physical Review Letters e Physical Review D da un gruppo di cosmologi dell'University College London (Ucl), Imperial College London e del Perimeter Institute for Theoretical Physics.
BOLLE - Il gruppo ha studiato e identificato quali forme assumerebbero nel nostro universo le eventuali tracce delle bolle di altri universi nel tessuto della radiazione cosmica di fondo (Cmb), che è ciò che resta del Big Bang che diede origine al nostro universo poco meno di 14 miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno messo a punto un programma per osservare come apparirebbe il nostro universo con le collisioni cosmiche con altre bolle-universo oppure uno che non le contiene, e quale di questi due è il più simile con i dati ottenuti in sette anni di osservazioni del satellite Nasa Wmap, che studia in dettaglio la radiazione cosmica di fondo. Inoltre hanno evidenziato un limite massimo delle possibili tracce di bolle-universo che sono venute in contatto con il nostro che saremmo in grado di osservare nel tessuto della Cmb. Secondo Hiranya Peiris, del dipartimento di fisica e astronomia di Ucl e co-autrice degli articoli, dai dati osservati da Wmap sono state identificate quattro zone di forma circolare che hanno caratteristiche compatibili con il modello proposto dal gruppo di studio.
CONOSCENZA - La stessa Peiris però ammette che «quattro regioni non sono un numero statisticamente significativo» per poter dire che il multiverso esista veramente, però si dice convinta che i dati che saranno ottenuti dal telescopio spaziale Planck dell'Esa - che studia la Cmb con maggiore dettaglio - potranno fornire maggiori informazioni. George Efstathiou, direttore dell'istituto di cosmologia dell'Università di Cambridge, interpellato in merito dalla Bbc, ha commentato che lo studio del gruppo di Peiris è «il primo serio tentativo» per dimostare l'esistenza del multiverso e soprattutto «è molto interessante dal punto di vista metodologico». Secondo Peiris, però, anche se fossimo in grado di provare l'esistenza di queste bolle-universo potremmo non essere mai in grado di conoscere nulla del loro interno.
Paolo Virtuani

Nuovi progressi per la scrittura magnetica.

Fonte: Cordis

I file per computer che usiamo tutti i giorni per lavoro o per piacere non sono nient'altro che flussi di dati digitali fatti di una sequenza di zero e uno. Questi zero e questi uno si trovano su un sottile strato magnetico dell'hard disk di un computer, dove i campi magnetici che puntano verso l'alto rappresentano un uno e i campi magnetici che puntano verso il basso rappresentano uno zero. Le dimensioni di questi campi magnetici adesso hanno raggiunto un paio di decine di nanometri, il che significa che possiamo comprimere un terabyte di dati nello spazio di appena quattro centimetri quadrati. Anche se può sembrare eccezionale, questa "miniaturizzazione" causa numerosi problemi a fisici e ingegneri. Il settore dell'informatica in rapido avanzamento e in continua espansione adesso esige che ognuna di queste informazioni sia scritta in questi piccolissimi bit magnetici una alla volta e nel modo più veloce possibile e più efficiente dal punto di vista energetico. Un aiuto potrebbe venire nella forma di un nuovo metodo di scrittura magnetica dei dati, come quello sviluppato da un team di scienziati finanziati dall'UE provenienti da Spagna e Francia. In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, il team spiega come il loro metodo potrebbe aiutare a risolvere questi problemi e a soddisfare le esigenze di un mercato in evoluzione. Lo studio ha ricevuto un contributo iniziale del Consiglio europeo della ricerca (CER) del valore di circa 1,5 milioni di euro attraverso il progetto NOMAD ("Nanoscale magnetization dynamics"), finanziato nell'ambito del tema "Idee" del Settimo programma quadro (7? PQ). Il metodo attuale, che usa i campi magnetici prodotti da fili e bobine, ha gravi limiti di scalabilità e di efficienza energetica. La nuova tecnica del team elimina il bisogno di ingombranti campi magnetici e permette una scrittura estremamente semplice e reversibile di elementi di memoria, iniettando una corrente elettrica parallela al piano di un bit magnetico. La chiave di questo effetto sta nel creare interfaccia asimmetriche sopra e sotto lo strato magnetico, inducendo così un campo magnetico in tutto il materiale, in questo caso una pellicola di cobalto di meno di un nanometro di spessore sistemata tra il platino e l'ossido di alluminio. A causa dei sottili effetti relativistici, gli elettroni che attraversano lo strato magnetico vedono efficacemente il campo magnetico del materiale come un campo magnetico, il che a sua volta influenza la loro magnetizzazione. A seconda dell'intensità della corrente e della direzione della magnetizzazione, si può indurre un campo magnetico efficiente intrinseco al materiale che sia abbastanza forte da invertire la magnetizzazione. La ricerca ha implicazioni per lo sviluppo di memorie magnetiche ad accesso casuale, o "MRAM". Se queste MRAM sostituissero le RAM standard, che devono essere aggiornate ogni pochi millisecondi, significherebbe che un computer potrebbe essere acceso istantaneamente e si otterrebbe un sostanziale risparmio di energia. Nello studio il team dimostra che questo metodo funziona in modo affidabile a temperatura ambiente. Un altro vantaggio di questa scoperta è che la scrittura magnetica indotta dalla corrente è più efficiente in strati magnetici "duri" che in quelli "morbidi". Questo è in qualche modo sorprendente, visto che i materiali magnetici morbidi sono per definizione più facili da cambiare usando campi magnetici esterni; è comunque molto utile visto che i magneti duri possono essere miniaturizzati a dimensioni nell'ordine dei nanometri senza perdere le loro proprietà magnetiche. Questo permetterebbe di aumentare la densità di memorizzazoine delle informazioni senza compromettere la capacità di scriverle. Il fine generale del progetto NOMAD, che continuerà fino al 2013, consiste nello sviluppare metodi all'avanguardia per controllare le proprietà magnetodinamiche degli elementi molecolari e metallici di dimensioni dell'ordine dei nanometri.
Per maggiori informazioni, visitare: Institut Català de Nanotecnologia: http://www.nanocat.org/#
Categoria: Risultati dei progettiFonte: Institut Català de Nanotecnologia:Documenti di Riferimento: Mihai Miron, I. et al. (2011) Perpendicular switching of a single ferromagnetic layer induced by in-plane current injection. Nature. DOI: 10.1038/nature10309.Acronimi dei Programmi: MS-FR C, MS-E C, FP7, FP7-IDEAS, FUTURE RESEARCH-->Codici di Classificazione per Materia: Coordinamento, cooperazione; Innovazione, trasferimento di tecnologie; Nanotecnologia e nanoscienze; Ricerca scientifica
RCN: 33690