Fisica

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.

I fisici della Collaborazione STAR hanno osservato per la prima volta un nuovo ipernucleo di antimateria, l'antihyperhydrogen-4. Questo studio, condotto da ricercatori dell'Istituto di fisica moderna (IMP) dell'Accademia cinese delle scienze, è stato pubblicato su Nature (1). La fisica attuale presuppone che le proprietà della materia e dell’antimateria siano simmetriche e che alla nascita dell’universo esistessero quantità uguali di materia e antimateria.

Rilevate per la prima volta dai ricercatori di Los Alamos Frederick Reines e Clyde Cowan in un reattore nucleare nel 1956, minuscole particelle soprannominate neutrini sono così abbondanti che attraversano costantemente i corpi umani a trilioni. Ma nonostante decenni di studi, la bizzarra natura del neutrino è ancora poco compresa. Gli scienziati del Los Alamos National Laboratory stanno cercando di porre rimedio a questo problema.

Procede a passi spediti la ricerca sul supersolido, la nuova fase della materia a metà strada fra lo stato cristallino e quello superfluido, osservata per la prima volta nel 2019 a Pisa in un gas ultrafreddo di atomi magnetici da un gruppo di ricerca dell’Università di Firenze e dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ino).

L'effetto Hall anomalo quantistico è stato osservato in diversi materiali, compresi quelli con una struttura moiré bidimensionale. Gli scienziati hanno esaminato questo effetto in un materiale bidimensionale più semplice senza potenziale moiré: un grafene romboedrico a cinque strati. Il grafene è stato posto sotto uno strato di disolfuro di tungsteno, che ha indotto l'accoppiamento spin-orbitale ed è stato incapsulato da nitruro di boro esagonale. La resistenza di Hall del campione è stata completamente quantizzata a un campo magnetico pari a zero ad un valore corrispondente a un numero Chern elevato pari a 5.

È il processo più fondamentale: l'evaporazione dell'acqua dalle superfici degli oceani e dei laghi, la combustione della nebbia al sole del mattino e l'essiccazione degli stagni salmastri che lasciano dietro di sé sale solido. L’evaporazione è ovunque intorno a noi e gli esseri umani la osservano e la sfruttano da quando esistono. Eppure, a quanto pare, ci siamo persi una parte importante del quadro.

I laser con modalità bloccata svolgono un ruolo cruciale nella scienza e nella tecnologia moderne. Sono essenziali per lo studio dell'ottica ultraveloce e non lineare e hanno applicazioni in metrologia, telecomunicazioni e imaging. Recentemente, c'è stato interesse nello studio dei fenomeni topologici nei laser mode-locked. Da un punto di vista fondamentale, tale studio promette di rivelare la fisica topologica non lineare e da un punto di vista pratico potrebbe portare allo sviluppo di sorgenti a impulsi brevi topologicamente protette.

Una stratificazione di densità instabile tra due fluidi si mescola spontaneamente sotto l'effetto della gravità, un fenomeno noto come turbolenza di Rayleigh-Taylor (RT). Se i due fluidi sono immiscibili, ad esempio olio e acqua, la tensione superficiale impedisce la mescolanza a livello molecolare. Tuttavia, la turbolenza frammenta un fluido nell'altro, generando un'emulsione in cui la dimensione tipica delle goccioline diminuisce nel tempo a causa della competizione tra l'energia cinetica crescente e la densità di energia superficiale.

Dai motivi proteici ai buchi neri, i solitoni topologici sono eccitazioni non lineari pervasive robuste e che possono essere guidate da campi esterni. Finora, tutti i meccanismi di guida esistenti accelerano solitoni e antisolitoni in direzioni opposte. Se cammina come una particella e parla come una particella… potrebbe comunque non essere una particella. Un solitone topologico è un tipo speciale di onda o dislocazione che si comporta come una particella: può muoversi ma non può espandersi e scomparire come ci si aspetterebbe, ad esempio, da un'increspatura sulla superficie di uno stagno.