January 2025

Comprendere le proprietà geometriche degli stati quantistici e le loro implicazioni nei fenomeni fisici fondamentali è un aspetto peculiare della fisica contemporanea. Il tensore geometrico quantico (quantum geometric tensor - QGT) è un oggetto fisico centrale in questo senso, codificando informazioni complete sulla geometria dello stato quantico. La parte immaginaria del QGT è la nota curvatura 'well-known Berry', che svolge un ruolo integrale nei fenomeni magnetoelettrici e optoelettronici topologici.

Secondo una nuova ricerca della Keck School of Medicine dell'University of Southern California (USC), le comunità esposte all'acqua potabile contaminata da sostanze chimiche artificiali note come sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS) hanno un'incidenza fino al 33% più elevata di alcuni tipi di cancro. Lo studio, finanziato dai National Institutes of Health e appena pubblicato sul Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology (1), è il primo a esaminare il cancro e la contaminazione da PFAS dell'acqua potabile negli Stati Uniti.

Il Great Salt Lake, il più grande lago di acqua salata dell'emisfero occidentale, raggiunse livelli storici bassi nel 2022, sollevando problemi di salute economica, ecologica e pubblica per lo Utah. Si ritiene che una nuova ricerca dallo stato di Portland sia il primo studio peer-reviewed che quantifica i fattori che contribuiscono ai livelli record di basso volume delle acque, che secondo i ricercatori sono importanti per anticipare e gestire i futuri cambiamenti del lago.

I ‘ribelli’ che si oppongono alla teoria del Big Bang hanno come obbiettivo quello di affrontare il concetto di tempo; sono filosofi tanto quanto cosmologi, insoddisfatti dalla teoria del Big Bang, indifferenti alla teoria delle stringhe e non convinti dal multiverso. Julian Barbour (1), fisico britannico, autore e maggior esponente dell’idea della fisica senza tempo, è uno di questi ribelli – ed è così profondamente convinto della sua ipotesi da aver ripudiato l’intero mondo accademico.

Anche i computer commettono errori. Questi vengono solitamente soppressi da misure tecniche o rilevati e corretti durante il calcolo. Nei computer quantistici, ciò comporta un certo sforzo, poiché non è possibile fare una copia di uno stato quantistico sconosciuto. Ciò significa che lo stato non può essere salvato più volte durante il calcolo e un errore non può essere rilevato confrontando queste copie. Ispirata dall'informatica classica, la fisica quantistica ha sviluppato un metodo diverso in cui le informazioni quantistiche vengono distribuite su diversi bit quantistici aggrovigliati e archiviate in modalità ridondante.

I progressi significativi nella fotonica integrata hanno consentito sistemi ad alta velocità ed efficienza energetica per varie applicazioni, dalle comunicazioni di dati e dal calcolo ad alte prestazioni alla diagnosi, al rilevamento e al raggio medico. Tuttavia, l'archiviazione dei dati in questi sistemi è stata dominata da memorie elettroniche che, oltre alla conversione del segnale tra domini ottici ed elettrici, richiede la conversione tra domini analogici a digitali e movimento dei dati elettrici tra processore e memoria che riducono la velocità e l'efficienza energetica.

La manipolazione e il controllo della luce sono essenziali in varie tecnologie contemporanee e, con l'evoluzione di queste tecnologie, aumenta la domanda di componenti ottici miniaturizzati. Le tecnologie delle lenti planari, come le metasuperfici e gli elementi ottici diffrattivi, hanno attirato l'attenzione negli ultimi anni per il loro potenziale di ridurre drasticamente lo spessore dei tradizionali sistemi ottici rifrattivi. Tuttavia, la loro fabbricazione, in particolare per le lunghezze d’onda visibili, comporta processi complessi e costosi, come la litografia ad alta risoluzione e l’incisione a secco, che ne hanno limitato la disponibilità.

I semiconduttori drogati possono mostrare proprietà simili a quelle metalliche che vanno dalla superconduttività alle risonanze plasmoniche superficiali localizzate e sintonizzabili. Il diamante è un semiconduttore ad ampio gap di banda reso elettronicamente attivo incorporando un drogante per lacune, il boro. Sebbene gli effetti del drogaggio con boro sulla struttura a bande elettroniche del diamante siano ben studiati, non è mai stato dimostrato alcun collegamento tra portatori di carica e plasmoni.

Sfruttando l’intero spazio della permettività dielettrica complessa, la fotonica non hermitiana ha alterato radicalmente la propagazione delle onde con potenziali ottici complessi e ha inaugurato una serie di nuove applicazioni fotoniche. Attraverso la simmetria del tempo di parità e la sua rottura – una delicata interazione tra guadagno e perdita – anche l’interazione tra due sole entità diventa controintuitiva e intrigante. Ogni secondo, terabyte di dati, l'equivalente di scaricare migliaia e migliaia di film contemporaneamente, viaggiano in tutto il mondo come luce in cavi in ​​fibra ottica, come tante auto stipate su un'autostrada superveloce.

Il modo in cui le popolazioni si adattano al loro ambiente è una questione fondamentale in biologia. Tuttavia, sappiamo sorprendentemente poco di questo processo, soprattutto per quanto riguarda le specie in via di estinzione, come le grandi scimmie non umane. Gli scimpanzé, i nostri parenti viventi più stretti, sono particolarmente degni di nota perché abitano una varietà di habitat, dalla foresta pluviale alla savana boschiva. Le foreste hanno chiome chiuse con elevata disponibilità di cibo e acqua durante tutto l’anno, supportano elevate densità di popolazione e ospitano una varietà di agenti patogeni e vettori di malattie.