”Cum să scapi dintr-o gaură neagră”: un studiu aduce noi indicii cu privire la un proces fundamental al acestor corpuri

Găurile negre sunt cunoscute pentru apetitul lor insaţiabil, hrănindu-se cu materie cu o asemenea ferocitate încât nici lumina nu îi poate scăpa. Se ştiu mai puţine însă despre modul în care găurile negre consumă energia prinsă în rotaţie, proces în care eliberează plasmă cu o viteză apropiată de cea a luminii, în direcţii opuse, într-una dintre cele mai spectaculoase evenimente din Univers. Aceste jeturi pot avea lungimi chiar şi de milioane de ani lumină.

Noi simulări conduse de cercetătorii de la Lawrence Berkeley National Laboratory şi de la University of California Berkeley au presupus combinarea teoriilor vechi de câteva decenii pentru a oferi noi indicii cu privire la mecanismele de la baza jeturilor de plasmă, mecanisme care le permit să fure energie de la câmpurile gravitaţionale puternice ale găurilor negre, propulsând-o mult în afara influenţei acestor corpuri, scrie Phys.

Aceste simulări pot fi comparate cu observaţiile de la Event Horizon Telescope, o instalaţie care are rolul de a realiza primele imagini directe cu regiunile unde se formează jeturile de plasmă.

„Cum poate energia dintr-o rotaţie a unei găuri negre să fie extrasă pentru a crea jeturi?, s-a întrebat Kyle Parfrey, care a condus lucrarea asupra simulărilor. „Aceasta a fost o întrebare care s-a pus de mult timp”, a adăugat acesta. Acum, cercetător şi la Goddard Space Flight Center al NASA, Parfrey este conducătorul acestui studiu publicat pe 23 ianuarie în Physical Review Letters.

Simulările unesc, pentru prima dată, o teorie care explică modul în care curentul electric din jurul unei găuri negre răsuceşte câmpurile magnetice pentru a forma jeturi cu o altă teorie care explică felul în care particulele care trec prin punctul fără de întoarcere al unei găuri negre (orizontul de eveniment) pot apărea unui observator îndepărtat că au o energie negativă, care duc la scăderea energiei de rotaţie a găurii negre. Este ca şi cum ai mânca ceva care te face să arzi calorii şi să nu le pui. De fapt, gaura neagră pierde masă ca rezultat al hrănirii cu aceste particule cu „energie negativă”.

Realizate la un centru al NASA numit Ames Research Center din Mountain View, California, simulările încorporează noi tehnici numerice care furnizează primul model al plasmei în care coliziunile dintre particule nu joacă un rol major, aflată în prezenţa unui câmp gravitaţional puternic asociat cu o gaură neagră.

Simulările produc efectele cunoscute drept mecanismul Blandford-Znajek, care descrie câmpurile magnetice ce formează jeturile şi procesul Penrose care descrie ce se întâmplă atunci când particulele cu energie negativă sunt consumate de gaura neagră.

Procesul Penrose, „chiar dacă nu contribuie prea mult la extragerea energiei de rotaţie a găurii negre, este probabil legată în mod direct la curenţii electrici care răsucesc câmpurile magnetice ale jeturilor”, a adăugat Parfrey.



https://www.descopera.ro/stiinta/17851324-scapa-gaura-neagra-proces-plasma


A fost proiectat sistemul cu unde laser ce îţi poate transmite sunetul direct în ureche fără ca ceilalţi să-l poată auzi

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au dezvoltat un sistem capabil să creeze un flux audio ce poate fi transmis direct către urechea unei persoane asemănător cu modul în care un laser transmite o undă de lumină.

Metoda este precisă, sigură şi poate transmite muzică sau chiar discursul unei persoane către o anumită ţintă fără ca restul să audă, scrie BGR.

„Sistemul nostru poate fi utilizat de la o anumită distanţă pentru transmiterea informaţiilor direct în urechea unei persoane. Este primul sistem care utilizează lasere, complet sigure pentru ochi şi piele, pentru localizarea unui semnal audio pe o anumită persoană”, a declarat Charles M. Wynn din cadrul Laboratorului Lincoln, MIT.

Sistemul are la bază fotoacustice, ce sunt unde sonore rezultate din interacţiunea dintre lumină şi materie. Echipa a dezvoltat un sistem bazat pe laser ce interacţionează cu vaporii de apă din aer pentru generarea sunetului de-a lungul unei căi înguste dintre transmiţător şi urechea receptorului.

„Acesta poate funcţiona chiar şi când aerul este uscat deoarece există mereu puţină apă în aer, mai ales în jurul oamenilor”, a explicat Wynn.

În cadrul testelor, sistemul a funcţionat pe o distanţă de 2,5 metri prin intermediul unui echipament deja existent la nivel comercial, despre care cercetătorii consideră că poate fi îmbunătăţit cu uşurinţă.



https://www.descopera.ro/stiinta/17855732-sistem-transmite-sunet-ureche-laser

Un nou studiu pune bazele teoretice pentru rezolvarea uneia dintre cele mai fundamentale probleme din fizică

Cercetătorii de la Universitatea Viena au studiat relevanţa cadrelor cuantice de referinţă pentru simetriile lumii, observând că o noţiune clasică, numită covarianţă generală, poate fi extinsă şi în mecanica cuantică. Descoperirea poate fi relevantă în determinarea naturii interacţiunii mecanicii cuantice cu gravitaţia – un domeniu fundamental al fizicii, dar până acum puţin explorat.

Sistemele fizice sunt întotdeauna descrise relativ la un cadru de referinţă. Spre exemplu, o minge care sare pe trotuar poate fi observată şi descrisă ori de pe acel trotuar ori dintr-o maşină în trecere pe şosea. Un principiu fundamental al fizicii, numit covarianţă generală, spune că legile fizicii care descriu mişcarea mingii nu depind de cadrul de referinţă al observatorului. Acest principiu a fost crucial pentru descrierea mişcării de la Galilei încoace şi a fost esenţial în elaborarea teoriei relativităţii a lui Albert Einstein. Implică informaţii despre simetriile legilor fizicii văzute din diferite cadre de referinţă, scrie Phys.

Cadrele de referinţă sunt sisteme fizice care în ultimă instanţă urmează legile mecanicii cuantice. Un grup de cercetători condus de Časlav Brukner de la Universitatea Viena s-a întrebat dacă este posibilă formularea legilor fizicii din punctul de vedere al unui observator „ataşat” la o particulă cuantică şi introducerea unui cadru de referinţă cuantic. Au putut demonstra că se poate considera orice sistem cuantic drept un cadru de referinţă. Astfel, atunci când un observator din maşină vede trotuarul într-o superpoziţie (a mai multor poziţii în acelaşi timp), un observator de pe trotuar vede şi el trenul într-o superpoziţie. Drept consecinţă, depinde de cadrul de referinţă a observatorului dacă un obiect precum mingea are proprietăţi cuantice sau clasice.

Cercetătorii au mai arătat şi că principiul covarianţei se extinde la astfel de cadre de referinţă cuantice, ceea ce înseamnă că legile fizicii îşi păstrează forma indiferent de alegerea cadrului de referinţă cuantic. „Rezultatele noastre sugerează că simetriile lumii trebuie extinse la un nivel şi mai fundamental”, a precizat Flaminia Giacomini, autoarea principală a lucrării publicată în Nature Communications. Lucrarea poate juca un rol în interacţiunea mecanicii cuantice cu gravitaţia – un domeniu puţin explorat – unde se aşteaptă ca noţiunea clasică a cadrelor de referinţă nu va fi suficientă, acestea trebuind să fie cuantice.

https://www.descopera.ro/stiinta/17859416-bazele-teoretice-problema-fundamentala-fizicii

Dispozitivul flexibil ce transformă semnalele Wi-Fi în electricitate

Inginerii au dezvoltat un dispozitiv flexibil ce transformă semnalele Wi-Fi în energie ce poate fi utilizată pentru încărcarea dispozitivelor.

Dispozitivul este denumit „rectenna”, fiind un tip de antenă ce transformă energia electromagnetică în curent continuu. Noul dispozitiv realizat de cercetătorii de la MIT şi cei ai Universităţii din Madrid utilizează antene cu frecvenţă radio pentru captarea undelor electromagnetice (precum cele produse de Wi-Fi) şi le transformă în unde de curent alternativ, scrie Science Alert.

Acestea sunt trimise către un semiconductor 3D ce le transformă în curent continuu, cu o capacitate de 40 microvolţi. Nu este multă energie, dar este suficientă pentru alimentarea unui bec LED: Deoarece dispozitivul este flexibil, poate fi amplasat pe spaţii extinse sau utilizat în dispozitive mici portabile. Tehnologia poate fi utilizată chiar şi pentru alimentarea implanturilor medicale.

Desigur, ideea transformării semnalelor Wi-Fi în energie nu este nouă, de mult timp inginerii încearcă să realizeze acest lucru, iar studiul recent a avut ca scop doar îmbunătăţirea tehnicii şi a materialelor folosite. În cazul dispozitivului flexibil, echipa a utilizat disulfură de molibden. Aceasta are o grosime de doar trei atomi atunci când este expusă la anumite chimicale.

https://www.descopera.ro/stiinta/17855835-dispozitiv-flexibil-transforma-wi-fi-electricitate