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I post con tag "Fisica" archivio

La foto di un atomo

Geek   13.02.18  
Un atomo di stronzio fotografato da David Nadlinger
Un atomo di stronzio fotografato da David Nadlinger

David Nadlinger dell'Università di Oxford ha vinto il primo premio messo in palio dall'Engineering and Physical Sciences Research Council del Regno Unito per la migliore foto scientifica dell'anno.
La foto, intitolata Single Atom in a Ion Trap, mostra appunto un unico atomo di stronzio caricato positivamente catturato tra due elettrodi posti a una distanza di 2mm.
L'atomo, illuminato da un laser di colore blu-viola, assorbe e riemette le particelle luminose in modo sufficientemente rapido da consentire a una normale fotocamera di immortalarlo in una fotografia a lunga esposizione.

La fotografia è stata scattata il 7 agosto 2017 grazie a una Canon EOS 5D Mark II e un obiettivo Canon EF 50mm f/1.8 con l'illuminazione fornita da due flash con filtri gel colorati.

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La struttura degli origami

Geek   31.10.17  

Lo studio delle pieghe degli origami immaginati come atomi in un reticolo sta aiutando i ricercatori a scoprire i comportamenti complessi e strani nascosti in strutture semplici.

In 1970, an astrophysicist named Koryo Miura conceived what would become one of the most well-known and well-studied folds in origami: the Miura-ori. The pattern of creases forms a tessellation of parallelograms, and the whole structure collapses and unfolds in a single motion — providing an elegant way to fold a map. It also proved an efficient way to pack a solar panel for a spacecraft, an idea Miura proposed in 1985 and then launched into reality on Japan's Space Flyer Unit satellite in 1995.

Back on Earth, the Miura-ori has continued to find more uses. The fold imbues a floppy sheet with form and stiffness, making it a promising metamaterial — a material whose properties depend not on its composition but on its structure. The Miura-ori is also unique in having what's called a negative Poisson's ratio. When you push on its sides, the top and bottom will contract. But that's not the case for most objects. Try squeezing a banana, for example, and a mess will squirt out from its ends.

Researchers have explored how to use Miura-ori to build tubes, curves and other structures, which they say could have applications in robotics, aerospace and architecture. Even fashion designers have been inspired to incorporate Miura-ori into dresses and scarves.

Now Michael Assis, a physicist at the University of Newcastle in Australia, is taking a seemingly unusual approach to understanding Miura-ori and related folds: by viewing them through the lens of statistical mechanics.

Assis' new analysis, which is under review at Physical Review E, is the first to use statistical mechanics to describe a true origami pattern. The work is also the first to model origami using a pencil-and-paper approach that produces exact solutions — calculations that don’t rely on approximations or numerical computation.

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La tesi di Stephen Hawking

Geek   23.10.17  

La tesi di dottorato di Stephen Hawking sulle implicazioni dell'espansione dell'universo, discussa a Cambridge nel 1966, è gratuitamente scaricabile dal sito dell'università.

By making my PhD thesis Open Access, I hope to inspire people around the world to look up at the stars and not down at their feet; to wonder about our place in the universe and to try and make sense of the cosmos.
Anyone, anywhere in the world should have free, unhindered access to not just my research, but to the research of every great and enquiring mind across the spectrum of human understanding.

Each generation stands on the shoulders of those who have gone before them, just as I did as a young PhD student in Cambridge, inspired by the work of Isaac Newton, James Clerk Maxwell and Albert Einstein. It's wonderful to hear how many people have already shown an interest in downloading my thesis - hopefully they won't be disappointed now that they finally have access to it!

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Breve storia delle onde gravitazionali

Geek   03.10.17  

Il Washington Post ripercorre la storia, la teoria e la fisica delle onde gravitazionali, la cui scoperta è valsa il Premio Nobel per la fisica a Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish.

Gravity is invisible, as you may have noticed, and a little bit spooky, because it seems to reach across space to cause actions at a distance without any obvious underlying mechanism. What goes up must come down, but why that is so has never been obvious.

Physicists tell us there are four fundamental forces in the universe: Gravity, electromagnetism, the strong nuclear force and the weak nuclear force. Of these, gravity is the most anemic, and yet over cosmic expanses it has shaped the universe. In our solar system, it governs the planets and moons in their orbits. On Earth, it motivates the apple to fall from the tree. You can feel it in your bones.

Aristotle believed that an object fell to Earth because it sought its natural place. Heavier objects, Aristotle believed, fell faster; weight was an inherent property of the object.

In the late 16th and early 17th centuries, Galileo brought scientific experiments into the conversation, and he discovered that a heavy object and a light object actually fall at the same speed. [...]

Galileo also discovered that objects always fall with constant acceleration and along a parabolic curve. [...]

Then came Isaac Newton. In the second half of the 17th century, he developed a universal law of gravity. He calculated that the attraction between two bodies was equal to the product of their masses divided by the square of the distance between them. This is true on Earth as well as in space. It explains the tides. It explains the motions of the planets around the sun. This is a basic law of nature, true anywhere in the universe.

But even Newton admitted that he didn’t understand the fundamental nature of this force. Newton could describe gravity mathematically, but he didn’t know how it achieved its effects.

In the early 20th century, Albert Einstein finally came up with an explanation, and it's rather astonishing. First he grasped that gravity and acceleration are the same thing. His General Theory of Relativity, formulated in 1915, describes gravity as a consequence of the way mass curves "spacetime," the fabric of the universe. It's all geometry. Objects in motion will move through space and time on the path of least resistance. A planet will orbit a star not because it is connected to the star by some kind of invisible tether, but because the space is warped around the star.

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Il paradosso dell'informazione del buco nero

Geek   26.08.17  

Breve introduzione al paradosso dell'informazione del buco nero.

Il paradosso dell'informazione del buco nero (traduzione dell'inglese black hole information paradox) risulta dalla combinazione della meccanica quantistica e relatività generale. Implica che l'informazione fisica potrebbe "sparire" in un buco nero, permettendo a molti stati fisici di evolvere nello stesso identico stato. Questo è un argomento controverso poiché esso viola la dottrina comunemente accettata secondo la quale l'informazione totale riguardo a un sistema fisico in un punto temporale determinerebbe il suo stato in ogni altro tempo.

Nel 1975, Stephen William Hawking e Jacob Bekenstein mostrarono che i buchi neri irraggerebbero lentamente energia, e ciò pose un problema. Dal teorema dell'essenzialità, ci si aspetterebbe che la radiazione di Hawking fosse completamente indipendente dal materiale entrante nel buco nero. Ciò nondimeno, se il materiale entrante nel buco nero fosse uno stato quantistico puro, la trasformazione di questo stato nello stato eterogeneo della radiazione di Hawking distruggerebbe l'informazione riguardante lo stato quantico originale. Questo viola il teorema di Liouville e presenta un paradosso fisico.

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Il lento viaggio della luce

Geek   24.01.17  

La distanze siderali spiegate graficamente in questo video di Alphonse Swinehart che segue il viaggio della luce attraverso i circa 45 minuti del suo percorso dal Sole a Giove, per raggiungere 4 anni più tardi Proxima Centauri, la stella più vicina al sistema Solare, e 100.000 anni dopo il centro della nostra galassia.
Andromeda la più grande galassia vicina alla Via Lattea sarà raggiunta in 2,5 milioni di anni, mentre per arrivare alla galassia più distante mai osservata saranno necessari 32 miliardi di anni.

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La formazione dei cristalli

Geek   22.09.16  

Due affascinanti macro time lapse sul processo di cristallizzazione.

The subjects of this project were droplets of saturated aqueous solutions containing various inorganic salts (e.g. table salt, sodium sulfate etc.). The evaporation of water initiated the crystallization processes inside the droplets, which were captured by time-lapse photography.

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Breve guida alle ipotesi di multiverso

Geek   30.03.16  

Tra teoria delle stringhe, inflazione caotica e mondi-brana la BBC ha provato a fare chiarezza con una breve guida alle differenti teorie di multiverso, l'insieme delle dimensioni parallele coesistenti al di fuori del nostro spaziotempo postulate dalla fisica moderna.

The idea of parallel universes, once consigned to science fiction, is now becoming respectable among scientists – at least, among physicists, who have a tendency to push ideas to the limits of what is conceivable.

The trouble is, virtually by definition we probably cannot ever visit these other universes to confirm that they exist. So the question is, can we devise other ways to test for the existence of entire universes that we cannot see or touch?

Il termine multiverso è stato coniato nel 1895 dallo scrittore e psicologo americano William James. Tuttavia il concetto di pluralità di mondi simili alla Terra può essere fatta risalire già agli atomisti greci.
Un precursore del moderno concetto di multiverso è stato il filosofo rinascimentale Giordano Bruno.

Il primo studio rigoroso del concetto di multiverso fu proposto dal fisico Hugh Everett III nel 1957 nell'interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica.

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