venerdì 28 ottobre 2016

Vibrazioni inusuali sopra la calotta antartica



Le vibrazioni a bassa frequenza della piattaforma glaciale di Ross sono probabilmente la causa di increspature e ondulazioni dell'aria sopra l'Antartide. Usando modelli matematici della piattaforma di ghiaccio, è stato dimostrato come le vibrazioni nel ghiaccio corrispondono a quelle viste in atmosfera, e sono probabilmente la causa di queste misteriose onde atmosferiche .


Gli scienziati della McMurdo Station hanno rilevato inusuali onde atmosferiche con una quota compresa tra i 30 e i 115 km sopra l'Antartide nel 2011. Le onde, hanno un lungo periodo e richiedono ore per completare un ciclo e, sono state osservate per diversi anni. Vengono osservate regolarmente le onde atmosferiche in tutto il mondo, ma la persistenza di queste onde era insolita, e non si sapeva da cosa si originassero. La nuova ricerca risolve questo mistero collegando le onde atmosferiche a vibrazioni della piattaforma glaciale di Ross
- la piattaforma di ghiaccio più grande del mondo, con una superficie di quasi mezzo milione di chilometri quadrati , meno delle dimensioni della Francia. Vibrazioni impercettibili della piattaforma di ghiaccio, causati dalle onde dell'oceano e altre forze, vengono trasferite e amplificate in atmosfera, secondo queste ricerche.Se le previsioni  sono corrette, si potrebbero utilizzare queste onde atmosferiche per misurare le proprietà della piattaforma di ghiaccio, normalmente difficili da rintracciare, come ad esempio la quantità di stress della piattaforma di ghiaccio quanto  è sottoposta all'urto dalle onde dell'oceano.
"Se le onde atmosferiche sono generate da vibrazioni di ghiaccio,-
 ha detto Oleg Godin, (Naval Postgraduate School di Monterey_California), autore principale- , cioè dalle vibrazioni ritmiche di ghiaccio, allora  questo porta un sacco di informazioni della piattaforma di ghiaccio in sé." 
Queste informazioni potrebbero aiutare a capire meglio lo stato e la stabilità delle piattaforme di ghiaccio,  cioè a lastre di ghiaccio  permanentemente connessi a masse galleggianti. Vengono monitorate attentamente le dimensioni e il movimento delle piattaforme di ghiaccio, perché quando si rompono, contribuiscono indirettamente all'innalzamento del livello del mare. "Piattaforme di ghiaccio tamponano o trattengono il ghiaccio sulla terra prima che possa raggiungere l'oceano,- ha detto Peter Bromirski, oceanografo di ricerca (Scripps Institution of Oceanography_La Jolla_California), senza essere stato coinvolto in questa ricerca.L'evoluzione a lungo termine di una piattaforma di ghiaccio - anche se non si rompe e si disintegra - è un fattore importante per capire quanto velocemente il livello del mare aumenterà."


Spiegazioni delle vibrazioni



Nel nuovo studio, Godin e Nikolay Zabotin, hanno usato due modelli teorici della piattaforma glaciale di Ross, per dimostrare che le vibrazioni all'interno del ghiaccio potrebbero creare le onde atmosferiche.Un modello approssima la piattaforma di ghiaccio come una lastra rettangolare liscia di ghiaccio, mentre l'altro approssima il ghiaccio come un fluido stratificato. Le 
note proprietà  incorporate  della calotta glaciale come elasticità, densità e spessore in ciascun modello sono necessarie per calcolare il tempo che impiegano le vibrazioni nel ghiaccio per completare un ciclo.Si è trovato che entrambi i modelli prevedono che la calotta glaciale produce vibrazioni entro un periodo da 3 a 10 ore, il che corrisponde alla durata delle vibrazioni viste nell'atmosfera.Queste vibrazioni  in questo enorme scaffale di ghiaccio potrebbero probabilmente anche produrre onde atmosferiche con una lunghezza d'onda verticale da 20 a 30 km : e questa, è un'altra caratteristica delle onde osservate." Questa descrizione semplificata [del ghiaccio], spiega facilmente ,- ha detto Godin- le caratteristiche più importanti delle osservazioni. Ecco perché va al di là di ipotesi e direi che ora è una teoria."                                                          Le vibrazioni sono trasferite dalla piattaforma di ghiaccio in atmosfera attraverso il contatto diretto con l'aria sopra la piattaforma di ghiaccio . Mentre le vibrazioni della calotta di ghiaccio sono di piccole dimensioni, le perturbazioni atmosferiche che creano possono essere grandi a causa della pressione dell'aria ridotta, quando si trova alta nell'atmosfera. Ad esempio, una piattaforma di ghiaccio produce vibrazioni  di un centimetro di ampiezza e spinge l'aria direttamente sopra di essa. Come le cascate, le vibrazione verso l'alto, possono crescere in ampiezza per spostare centinaia di metri di aria su e giù, - ha aggiunto Godin-, quando l'onda raggiunge l'aria in alto, che è meno densa, nell'atmosfera . La dimensione di queste onde atmosferiche li rende facili da osservare con radar e Lidar, un sistema  simile al radar che utilizza la luce laser per la scansione dell'atmosfera. Godin e Zabotin prevedono di utilizzare un radar di ricerca avanzata per studiare le onde atmosferiche più in dettaglio e capire meglio il comportamento della piattaforma glaciale di Ross.
"Ci sono suggerimenti nella specifica letteratura di questi fenomeni -spiega ancora Godin -dai quali si evince che l' accelerato scioglimento di piattaforme di ghiaccio porterà a salire di livello del mare per diversi metri entro la fine del secolo.Qualsiasi cosa possiamo fare per quantificare ciò che sta succedendo con queste grandi piattaforme di ghiaccio è di enorme importanza.

Progressi sulla via della costruzione di computer quantistici

 Ingegneri dell'UNSW hanno creato un nuovo bit quantico che rimane in una sovrapposizione stabile per 10 volte di più di quanto avveniva prima. Con la sua realizzazione, viene ampliato il numero di calcoli che possono essere eseguiti in un futuro computer quantistico al silicio.

E’ successo il tutto presso l'Università del New South Wales (UNSW) con la creazione di un nuovo bit quantistico capace di rimanere in sovrapposizione stabile 10 volte di più rispetto a prima, ampliando il tempo, per eseguire calcoli in un futuro computer quantistico di silicio.
Il nuovo bit quantico,
Chip di uncomputer a qubit
costituito dalla rotazione di un singolo atomo di silicio, si fonde con un campo elettromagnetico - noto come 'qubit vestito' - conserva l'informazione quantistica per molto più che un atomo 'spogliato', aprendo nuove strade per la costruzione e gestione dei computer quantistici superpotenti del futuro
.

"Abbiamo creato un nuovo bit quantistico in cui lo spin di un singolo elettrone è fuso insieme con un forte campo elettromagnetico,- ha detto Arne Laucht, ricercatore alla facoltà di Ingegneria Elettrica e telecomunicazioni (UNSW)-  e questo bit quantistico è più versatile e più longevo rispetto al solo elettrone. Ci permetterà di costruire computer quantistici più affidabili."
Costruire un computer quantistico è la 'corsa allo spazio del 21 ° secolo' - sfida difficile e ambiziosa con la possibilità di fornire strumenti rivoluzionari per affrontare calcoli altrimenti impossibili, come ad esempio la progettazione di farmaci complessi e materiali avanzati, o la rapida di massa, cioè basi di dati non ordinati.
La sua velocità e potenza risiede nel fatto che i sistemi quantistici possono ospitare più "sovrapposizioni" di diversi stati iniziali, considerati input in un computer che, a loro volta, otterranno tutti,dati elaborati allo stesso tempo.
"Il più grande ostacolo nell'uso di oggetti quantistici per il calcolo , -ha detto Andrea Morello, leader del team di ricerca, program manager al Centro ARC per Quantum Computation & Communication Technology (CQC2T) - è di preservare le loro delicate sovrapposizioni, abbastanza a lungo, da permettere l’esecuzione di calcoli utili. "                                                                                    Il programma di ricerca decennale, aveva già stabilito il più longevo bit quantistico allo stato solido, che da informazioni di codifica quantistica, nel giro di un singolo atomo di fosforo in un chip di silicio, collocato in un campo magnetico statico.
 Laucht e colleghi
Ingegneri al lavoro per costruire qantum devices
hanno spinto, ulteriormente  su quest’ipotesi. "Abbiamo implementato un nuovo modo per codificare le informazioni, sottoponendo l'atomo a un forte campo elettromagnetico, continuamente oscillante a frequenze delle microonde, e quindi abbiamo 'ridefinito' il quantum bit orientamento della rotazione rispetto al campo di microonde ".
I risultati sono sorprendenti:  il campo elettromagnetico oscilla costantemente a una frequenza molto elevata, alcuni rumori o disturbi in un diverso risultato di frequenza producono un effetto netto, praticamente nullo. I ricercatori hanno ottenuto un miglioramento di un fattore 10 nel periodo durante il quale può essere conservata una sovrapposizione quantistica.
In particolare, hanno misurato un tempo di sfasamento di T 2 * = 2,4 millisecondi -risultato che è 10 volte migliore del qubit di serie, in quanto consente molte più operazioni da eseguire entro il periodo durante il quale, la delicata informazione quantistica è conservata ed è sicura.
"Questo nuovo 'qubit vestito' , -ha aggiunto Morello- può essere controllato in una varietà di modi che sarebbero impraticabili con un 'qubit spogliato’. Per esempio, può essere controllato semplicemente modulando la frequenza del campo di microonde, come in una radio FM. Il 'qubit tronchi' invece richiede ruotando l'ampiezza dei campi di controllo on e off, come se fosse una radio AM.
"In un certo senso, questo è il motivo per cui il qubit vestito è più immune al rumore: l'informazione quantistica è controllata dalla frequenza, solida come una roccia, mentre l'ampiezza può essere, più facilmente influenzata, dal rumore esterno."
Poiché il dispositivo è costruito sulla tecnologia silicio standard, questo risultato apre la strada alla costruzione di potenti e affidabili processori quantici, basati sullo stesso processo di fabbricazione già utilizzato per i computer di oggi.
Il team UNSW ha fatto il primo passo nella costruzione di primo computer quantistico al mondo in silicio.
"Costruire computer a quantum è una delle grandi sfide del 21 ° secolo, - ha dichiarato Mark Hoffman, preside di Ingegneria di UNSW-  cioè si punta alla manipolazione della natura a livello subatomico, spingendosi al limite estremo di ciò che è possibile. Per avere una squadra che porta risultati in questo campo, e coerentemente fornisce primati, diventando un testamento al talento straordinario abbiamo riunito in Australia, l’UNSW."
Un computer quantistico funzionale permetterebbe massicci aumenti di velocità e l'efficienza di alcune attività di elaborazione - confrontati con i computer a base di silicio, cioè col metodo più facile, i cosiddetti  "classici". In un certo numero di settori chiave - come la ricerca database di grandi dimensioni, per  risolvere complicati insiemi di equazioni, per modellare sistemi atomici, come molecole biologiche e farmaci - avrebbe superato di gran lunga i computer di oggi. Sarebbero anche enormemente utili nelle industrie della finanza e della sanità, e per le organizzazioni governative, di sicurezza e difesa.
I computer quantistici potrebbero identificare e sviluppare nuovi farmaci, accelerando notevolmente il design di composti farmaceutici  coi computer (e riducendo al minimo tentativi ed errori di test), e lo sviluppo di nuovi materiali, più leggeri, più forti che vanno dall’elettronica di consumo agli aeromobili. Renderebbero possibili nuovi tipi di applicazioni computazionali e soluzioni che vanno oltre la nostra capacità di prevedere.
Altri ricercatori hanno contribuito a questi progressi sono membri del team di CQC2T di Morello a UNSW - Rachpon Kalra, Stephanie Simmons, Juan Dehollain, Juha Muhonen, Fahd Mohiyaddin e Solomon Freer; Andrew Durai e Fa Hudson presso l'Australian National Facility Fabrication; David Jamieson e Jeffrey McCallum presso l'Università CQC2T della squadra di Melbourne; e Kohei Itoh di Keio University in Giappone.
Con bit quantistici, si può usare un 'linguaggio calcolo quantistico' di gran lunga più ricco di codici digitali standard, perché contiene parole in codice speciale che non esistono nei computer normali. L'accesso e l'elaborazione di questi codici speciali dà ai computer quantistici un potere superiore. Questo codice viene all'esistenza attraverso la creazione di entanglement quantistico tra più qubit.
Mentre vi è stato un notevole progresso nella costruzione e gestione di qubit singoli e multipli in vari tipi di hardware, creare un intreccio tra qubit rimane un compito estremamente impegnativo, a causa della fragilità intrinseca di questo effetto quantistico.
La squadra UNSW ha , per la prima volta, dimostrato la capacità di intrappolare due bit quantistici in silicio. Il silicio è il materiale normalmente usato in tutti i dispositivi elettronici moderni per cui si è sfruttato questo effetto quantico in una piattaforma tecnologicamente importante,ampiamente utilizzata dal settore informatico Settore in cui miliardi di dollari sono stati investiti in ricerca e sviluppo, quindi questo progresso faciliterà notevolmente la costruzione di computer quantistici pratici.


venerdì 14 ottobre 2016

Un certo consume di caffe e caffeina riduce il rischio di demenza senile

In un gruppo di donne anziane, il consumo di caffeina auto-riferito di oltre 261 mg al giorno è stato associato ad una riduzione del 36 per cento, del rischio di incidenza della demenza senile dopo più di 10 anni di analisi di questo fattore.                                                                                                                                                          Questo livello di assunzione di caffeina o di teina è equivalente a due o tre tazze di caffè al giorno, 5-6 tazze di tè nero,  e da sette ad otto lattine di cola.


Bere il caffè potrebbe essere collegato ad un ridotto rischio di demenza?
Credit: © Igor Normann / Fotolia
Tra un gruppo di donne anziane, il consumo di caffeina auto-riferito di oltre 261 mg al giorno è stato associato ad una riduzione del 36 per cento del rischio di demenza senile che possa essere condizionante  dopo più di 10 anni di indagini sullo specifico fenomeno. Questo livello di incidenza nel manifestarsi della demenza senile è equivalente a due o tre tazze di caffè al giorno, 5-6 tazze di tè nero, o a sette-otto lattine di cola.
"Le prove di montaggio del consumo di caffeina come fattore potenzialmente protettivo,-ha dichiarato Ira Driscoll, autore dello studio e professore di psicologia presso la University of Wisconsin - Milwaukee - contro il deterioramento cognitivo è un dato interessante, considerando che la caffeina è anche un fattore dietetico facilmente modificabile con pochissime controindicazioni".
 "Ciò che rende unico questo studio è che abbiamo avuto un'opportunità senza precedenti per esaminare le relazioni tra l'assunzione di caffeina e l’ incidenza della demenza in un ampio e ben definito, range di analisi prospettica, studiato sulle donne."
I risultati provengono da partecipanti al Health Initiative Memory Study delle donne, che è finanziato dal National Heart, Lung, and Blood Institute. Driscoll e colleghi hanno utilizzato i dati di ricerca da 6.467 donne in post-menopausa, residenti in comunità e di età compresa tra 65 anni e più che hanno riportato un certo livello di consumo di caffeina. L'assunzione è stata stimata da domande su caffè, , cola e assunzione di bevande, comprese la frequenza e dimensioni della bevanda servita. In 10 anni o meno di questo esperimento con le valutazioni annuali di funzione cognitiva, 388 di queste donne hanno ricevuto una diagnosi di probabile demenza o una qualche forma di deficit cognitivo globale. 
Coloro che hanno consumato al di sopra del valore medio di caffeina per questo gruppo (con una dose media di 261 mg al giorno) sono stati diagnosticate a un tasso inferiore rispetto a quelli che sono scesi sotto la mediana (con una dose media di 64 mg al giorno). I ricercatori hanno aggiustato i risultati  valutando fattori di rischio come la terapia ormonale, età, razza, educazione, indice di massa corporea, la qualità del sonno, depressione, ipertensione, malattie cardiovascolari, prima, il diabete, il fumo e il consumo di alcol.


giovedì 6 ottobre 2016

Curiosity continua a perforare sulle pendici del monte Sharp

Squarcio di territorio marziano visionato da Curiosity

Una volta fatto atterrare sulla superficie di Marte il 6 agosto 2012, il team scientifico che sta dietro il rover Curiosity ha condotto alcuni esperimenti cruciali. Raccolta di campioni di roccia, test dell'aria, e ricerca di molecole organiche, il rover ha rivelato alcune cose molto impressionanti sul passato di Marte '.Dopo mesi di esplorazione  sulle pendici del Monte Sharp, che si trova nell'antico bacino lacustre conosciuto come cratere Gale, il rover ha perforato la formazione per vedere cosa nasconde. Dai campioni di perforazione ora ottenuti dai livelli più bassi del Monte Sharp, la squadra che coordina Curiosity spera di apprendere molto di più sulla storia antica del pianeta. Il Monte Sharp è essenzialmente un cumulo enorme di depositi sedimentari che risalgono a miliardi di anni fa e trasportati dall’ acqua. Questi strati di sedimenti si ritiene siano stati definiti nel corso di 2 miliardi di anni, e molto probabilmente sono entrati in contatto con l'acqua che ha riempito il cratere 3.3. a 3,8 miliardi di anni fa.
Suolo marziano sulle pendici del monte Sharp


"Fiducia Hills", dove il rover Curiosity condotto un test-foratura.Credit: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Ashwin Vasavada, della missione Curiosity al JPL,  così ha spiegato l’interpretazione delle perforazioni:"Mons Aeolis, noto informalmente come Mount Sharp, è la montagna centrale all'interno del  cratere Gale dove Curiosity è atterrato. E 'stato scelto come luogo di atterraggio di Curiosity perché la montagna e le pianure vicine portano le prove per l'antica acqua allo stato liquido sotto forma di canali e trasportatori di detriti, così come i minerali che si formano quando l'acqua liquida interagisce con la roccia. Inoltre, gli strati all'interno inferiore del Mount  Sharp in mineralogia in un modo che possono registrare indicazioni sul prosciugamento di Marte. Strati inferiori e più vecchi indicano più acqua, mentre i livelli più elevati e più giovani indicano meno acqua "La perforazione iniziava in ritardo il 24 Settembre, quando il trapano martellatore  di Curiosity  si portava a circa 6,7 ​​cm in Mount Sharp e raccoglieva un campione di polvere di roccia. I dati e le immagini del campione perforato sono stati ricevuti la mattina seguente  al NASA Jet Propulsion Laboratory Pasadena-California.
I campioni ottenuti dal livello più basso del Monte Sharp, Curiosity  li ha depositati in uno scompartimento nel braccio del rover. La polvere di roccia poi esaminata per vedere se è sicura e di qualità adeguata da analizzare con strumenti di laboratorio  interni a Curiosity e, che determineranno le sue proprietà chimiche e mineralogiche.
Parte del percorso operato da Curiosity sul suolo marziano


Mappa sul percorso guidato dal rover Curiosity dalla posizione "Bradbury Landing" all’ affioramento "Pahrump Hills" dove ha perforato nella parte più bassa del monte Sharp. Credits: NASA / JPL-Caltech / Univ.dell'Arizona
E una volta che l'analisi è completa, la squadra di Curiosity spera di fare alcune scoperte importanti più della regione, lo scopo ultimo è quello di determinare se la vita sarebbe potuta esistere nel cratere Gale nel corso del suo, passato umido e più caldo. Vasavada ha inoltre spiegato: "Ora che gli ambienti antichi ricchi di acqua sono stati scoperti e studiati in pianura e negli strati più bassi del Monte Sharp, la squadra con campioni supplementari di perforazione da sempre maggiore profondità e da strati più giovani intende vedere come l'ambiente antico è cambiato nel corso del tempo. "Il team è alla ricerca di ulteriori prove di molecole organiche che aiuterebbero a capire se le materie prime della vita erano presenti e in che modo si degraderanno nel tempo. La degradazione è importante capire per la missione Rover su Marte  targata M2020 che cercherà le firme di antica vita microbica. "
Dal 11 settembre 2014, Curiosity ha esplorato le pendici del Monte Sharp. Il 19 Settembre, 2016, il rover è arrivato a una zona denominata "Pahrump Hills", sperone di roccia basaltica che si trova nella regione inferiore del monte Sharp (conosciuta come formazione di Murray).
Il 22 settembre, il rover ha completato un mini-trapano
 test per assicurarsi che la roccia  fosse adatta alla foratura. Questo ha avuto luogo in una zona conosciuta come "Fiducia Hills", che ha dimostrato di essere abbastanza morbida per ottenere campioni di roccia. Questa era la seconda prova mini-trapano dal mese scorso, dopo aver constatato che nella precedente foratura la roccia non era abbastanza stabile per la foratura. Guardando al futuro, il team prevede di forare regolarmente appena il rover sale sempre più in alto lungo il Monte Sharp, nel processo di accesso a strati progressivamente più piccoli di roccia. Gli scienziati saranno in grado di creare un quadro completo di come la superficie di Marte si è evoluta nel tempo fino a diventare il paesaggio secco e freddo di oggi. Il team continuerà a utilizzare gli strumenti dei rovers cioè Opportunity e Curiosity per monitorare l'ambiente moderno, tra cui il tempo e la composizione dell'atmosfera per ottenere un quadro migliore oggi della meteorologia del pianeta. Inutile dire che questo non è l'ultima perforazione di Curiosity  avranno di buono sull 'Aeolis Mons! 


martedì 4 ottobre 2016

Il quantum dot come opera e come potrebbe operare in futuro negli smartphone

In questa illustrazione, il dispositivo spettrometro di Quantum Dot (QD) sta stampando filtri QD - una fase di fabbricazione                                                                                                                              Altri approcci con strutture tipo spettrometro hanno sistemi complicati per creare le strutture ottiche necessarie. Qui nell'approccio spettrometro QD, la struttura ottica - filtri QD - sono generati stampando goccioline liquide. Quest’ approccio è unico e vantaggioso in termini di flessibilità, semplicità e riduzione dei costi. Credit: Mary O'Reilly

I ricercatori del MIT hanno progettato uno spettrometro di quantum-dot che è abbastanza piccolo da funzionare all'interno di uno smartphone, consentendo l'analisi luce col portatile.
Gli strumenti che misurano le proprietà della luce, noto come spettrometri, sono ampiamente utilizzati in fisica, chimica e ricerca biologica. Questi dispositivi sono di solito troppo grandi perché siano portatili, ma gli scienziati del MIT hanno dimostrato di poter creare spettrometri abbastanza piccoli da adattarsi all'interno di una fotocamera dello smartphone, utilizzando piccole nanoparticelle di semiconduttori cosiddetti punti quantici.
“Tali dispositivi potrebbero essere utilizzati per diagnosticare le malattie, _dice Jie Bao, ex postdoc MIT- in particolare le condizioni della pelle, o per rilevare inquinanti ambientali e le condizioni alimentari che descrive questo meccanismo “.
Questo lavoro rappresenta anche una nuova applicazione per punti quantici, che sono stati utilizzati principalmente per le cellule di etichettatura e molecole biologiche, come pure negli schermi dei computer e televisivi.
"Utilizzo di punti quantici per spettrometri è un'applicazione di tale semplicità, - dice Moungi Bawendi, professore di chimica del Lester Wolfe presso il MIT e autore della ricerca- rispetto a tutto il resto che abbiamo cercato di fare, e penso che sia molto attraente".
La riduzione degli spettrometri
I primi spettrometri consistevano in prismi che separano la luce nelle sue costituenti lunghezze d'onda, mentre i modelli attuali utilizzano strumenti ottici quali reticoli di diffrazione per ottenere lo stesso effetto. Spettrometri sono utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni, come studiare i processi atomici e livelli di energia in fisica, o analizzare campioni di tessuto per la ricerca e la diagnostica biomedica.
Sostituzione delle apparecchiature ottiche ingombranti con punti quantici, ha permesso al team del MIT a ridursi spettrometri a circa le dimensioni di un quarto degli Stati Uniti, e di approfittare di alcune delle proprietà utili intrinseche dei punti quantici.
Quantum dots, sono un tipo di nanocristalli scoperti nei primi anni 1980, sono realizzati da leghe di metalli  che conciliano piombo o cadmio con altri elementi, tra cui zolfo, selenio, o arsenico. Controllando il rapporto di questi materiali di partenza, la temperatura e il tempo di reazione, gli scienziati possono generare un numero praticamente illimitato di punti con differenze in una proprietà elettronico denominato bandgap, che determina le lunghezze d'onda della luce che ogni punto assorbirà.
“Tuttavia, la maggior parte delle applicazioni esistenti per punti quantici -dice Bawendi- non prendono vantaggio di questa vasta gamma di assorbanza della luce. Invece, la maggior parte delle applicazioni, come le cellule di etichettatura o nuovi tipi di schermi televisivi, sfruttano la fluorescenza a punti quantici '- una proprietà che è molto più difficile da controllare. E 'molto difficile fare qualcosa che reagisce molto brillantemente, -prosegue-e se hai avuto modo di proteggere i punti, hai avuto modo di fare tutta questa ingegneria".
Gli scienziati stanno anche lavorando su cellule solari basate su punti quantici, che si basano sulla capacità dei punti "di convertire la luce in elettroni. Tuttavia, questo fenomeno non è ben compreso, ed è difficile da manipolare.
D'altra parte, le proprietà di assorbimento dei punti quantici 'sono ben noti e molto stabili. "Se siamo in grado di fare affidamento su queste proprietà, - dice Bao - è possibile creare applicazioni che avranno un impatto maggiore nella produzione relativa a breve termine".
Ampio spettro
Il nuovo spettrometro a quantum dot distribuisce centinaia di materiali a punti quantici che fa corrispondere a ogni filtro uno specifico insieme di lunghezze d'onda della luce. I filtri a punti quantici sono stampati in un film sottile e posti sopra un fotorivelatore ad esempio i dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD) in telecamere cellulari.
I ricercatori hanno creato un algoritmo che analizza la percentuale di fotoni assorbiti da ogni filtro, quindi ricombina le informazioni da ciascuno per calcolare l'intensità e lunghezza d'onda dei raggi di luce originali.
I materiali a punti quantici più ci sono, più lunghezze d'onda possono essere coperti e può essere ottenuti la risoluzione più alta. In questo caso, i ricercatori hanno utilizzato circa 200 tipi di punti quantici sviluppati su una gamma di circa 300 nanometri. Con più punti, tali spettrometri potrebbero essere progettati per coprire una più ampia gamma di frequenze di luce.
"Bawendi e Bao hanno mostrato un bel modo per sfruttare l’assorbimento ottico controllato da punti quantici di semiconduttori per spettrometri in miniatura. Dimostrano uno spettrometro -dice Feng Wang, professore associato di fisica presso l'Università della California a Berkeley non coinvolto nella ricerca -, che non è solo piccolo, ma anche con un throughput elevato e ad alta risoluzione spettrale, che non è mai stato raggiunto prima ".
“Se incorporato in piccoli dispositivi palmari, questo tipo di spettrometro, -dice Bao- potrebbe essere usato per diagnosticare le condizioni della pelle o analizzare campioni di urina. Potrebbero anche essere utilizzate per monitorare i segni vitali come livello di impulso e ossigeno, o per misurare l'esposizione a diverse frequenze di luce ultravioletta, che variano notevolmente nella loro capacità di danneggiare la pelle “.
"Il componente centrale di tali spettrometri - il quantum dot serie del filtro - è fabbricato , -aggiunge Bao- con l'elaborazione di una soluzione-based e stampa, consente in tal modo un significativo potenziale di riduzione del costo".