Física curiosa
Les 10 fites més importants de la física el 2022
Physics World distingeix els descobriments més rellevants d’aquest any per a la ciència i la tecnologia
La primera observació del tetraneutró, la desviació a distància d’un llunyà asteroide, les primeres imatges del telescopi James Webb, el descobriment del millor superconductor i la detecció d’un efecte quàntic a la gravetat, són algunes de les fites més importants aconseguides per la física el 2022.
La creació de les primeres molècules poliatòmiques ultrafredes, la primera observació del tetraneutró, la generació d’una electricitat supereficient, el desenvolupament de l’interruptor optoelectrònic més ràpid possible i les primeres imatges obtingudes pel telescopi James Webb, són algunes de les fites més importants que ha viscut la física el 2022.
La primera teràpia de protons FLASH en humans, el perfeccionament de la transmissió i absorció de la llum, la demostració que l’arsenur de bor, un semiconductor cúbic, és un dels millors semiconductors coneguts per la ciència, el canvi de l’òrbita d’un asteroide i la detecció d’un efecte quàntic a la gravetat, són els altres èxits més importants registrats en física el 2022, segons la revista Physics World, editada per l’IOP Publishing, l’editorial de l’Institut de Física del Regne Unit, que és líder al món.
Aquesta selecció l’ha fet un plafó d’editors de Physics World, que han analitzat centenars d’actualitzacions d’investigació publicades aquest any en tots els camps de la física, per determinar-ne els més destacats pel que representen per al progrés científic i tecnològic.
Molècules ultrafredes
Molècules ultrafredes
Tot i que els físics han estat refredant àtoms a una fracció per sobre del zero absolut durant més de 30 anys, i les primeres molècules diatòmiques ultrafredes van aparèixer a mitjans de la dècada del 2000, la revista destaca que els equips de l’USTC i Harvard han obtingut aquest any mostres de molècules triatòmiques de sodi i potassi a 220 nK i hidròxid de sodi a 110 µK, respectivament.
Aquest èxit prepara el camí per a noves investigacions, tant en física com en química, amb estudis de reaccions químiques ultrafredes, maneres noves de simulació quàntica i proves de ciència fonamental, gràcies a aquestes plataformes moleculars de múltiples àtoms, destaca l’esmentada revista.
Observant el tetraneutró
Observant el tetraneutróCompost per quatre neutrons, el tetraneutró va ser observat a la fàbrica de feixos d’ions radioactius del Centre RIKEN Nishina al Japó.
La primera observació del tetraneutró va demostrar que hi ha matèria nuclear sense càrrega, tot i que només sigui per un temps molt breu, suficient per situar els neutrons per sobre del llindar d’un descobriment en física de partícules.
Generació d’electricitat supereficient
Generació d’electricitat supereficientAquesta distinció destaca la construcció al MIT d’una cel·la termofotovoltaica (TPV) amb una eficiència de més del 40%, que és el primer motor tèrmic d’estat sòlid que converteix la llum infraroja en energia elèctrica de manera més eficient que un generador de turbina, i pot operar amb una àmplia gamma de possibles fonts de calor.
El dispositiu es podria convertir en un component important d’una xarxa elèctrica més neta i ecològica, i en un complement de les cèl·lules solars fotovoltaiques de llum visible, segons l’esmentada revista.
L’interruptor optoelectrònic més ràpid
L’interruptor optoelectrònic més ràpidAquesta distinció es refereix a la definició i exploració, per part de científics d’Alemanya, Àustria i Itàlia, dels «límits de velocitat» de la commutació optoelectrònica en un dispositiu físic.
L’equip va utilitzar pulsacions de làser que van durar només un femtosegon per canviar una mostra d’un material dielèctric d’un estat aïllant a un de conductor, a la velocitat necessària per fer un interruptor que opera 1.000 bilions de vegades per segon (un petahertz).
Tot i que l’aparell no apareixerà en dispositius pràctics a curt termini, els resultats impliquen un límit fonamental per al processament de senyals i suggereixen que l’optoelectrònica d’estat sòlid de petahertzs és, en principi, factible, segons la revista.
Obrint una nova finestra a l’univers
Obrint una nova finestra a l’universAquesta distinció es refereix a la NASA, l’Agència Espacial Canadenca i l’Agència Espacial Europea, pel desplegament i les primeres imatges del telescopi espacial James Webb (JWST), que ofereix imatges espectaculars del cosmos.
La primera imatge del JWST va ser anunciada el mes de juliol pel president dels EUA. Joe Biden en un esdeveniment especial a la Casa Blanca i des d’aleshores s’han publicat moltes imatges espectaculars. S’espera que l’observatori operi fins ben entrada la dècada del 2030 i ja està en camí de revolucionar l’astronomia.
Primera teràpia de protons FLASH en humans
Primera teràpia de protons FLASH en humansAquesta distinció es refereix al primer assaig clínic de radioteràpia FLASH i al primer ús en humans de la teràpia de protons FLASH.
La radioteràpia FLASH és una tècnica de tractament emergent en la qual la radiació s’administra en taxes de dosis ultraaltes, un enfocament que es creu que protegeix el teixit sa i alhora destrueix les cèl·lules canceroses de manera efectiva.
L’ús de protons per administrar la radiació de taxa de dosi ultra alta permetrà el tractament de tumors ubicats a l’interior del cos.
L’equip, liderat per la Universitat de Cincinnati, va demostrar la viabilitat del treball clínic i va demostrar que la teràpia de protons FLASH era tan eficaç com la radioteràpia convencional per a l’alleujament del dolor, sense causar efectes secundaris inesperats.
Perfeccionament de la transmissió i absorció de la llum
Perfeccionament de la transmissió i absorció de la llumAquesta distinció es refereix a la creació d’una estructura antireflectora que permet una transmissió perfecta a través de mitjans complexos, desenvolupada per un equip dirigit per la Universitat Tècnica de Viena i la Universitat de Rennes a França.
També distingeix un «antilàser» desenvolupat per la Universitat Hebrea de Jerusalem a Israel, que permet que qualsevol material absorbeixi tota la llum des d’una àmplia gamma d’angles.
La primera estructura elimina del tot els reflexos i fa que l’objecte sigui translúcid a totes les ones de llum entrants.
La segona consisteix en un conjunt de miralls i lents, que atrapa la llum entrant dins d’una cavitat i que permet una absorció de llum gairebé perfecta.
L’arsenur de bor cúbic és un semiconductor líder
L’arsenur de bor cúbic és un semiconductor líderAquesta distinció es refereix a la demostració, per part de dos equips diferents, que l’arsenur de bor, de forma cúbica, és un dels millors semiconductors que coneix la ciència.
Els dos grups, un dels Estats Units i un altre de la Xina, van fer experiments que van revelar que les regions petites i pures d’aquest material tenen una conductivitat tèrmica i una mobilitat de buits molt més altes que els semiconductors com el silici, sobre el qual s’ha construït l’electrònica moderna. Els dos equips acosten un pas més l’ús pràctic de l’arsenur de bor cúbic.
Canviar l’òrbita d’un asteroide
Canviar l’òrbita d’un asteroideAquesta distinció es refereix a la NASA i al Laboratori de Física Aplicada de Johns Hopkins als EUA per la primera demostració d’«impacte cinètic» al canviar amb èxit l’òrbita d’un asteroide.
Després d’un viatge d’11 milions de quilòmetres, la nau de prova de redirecció de doble asteroide (DART) va impactar a l’octubre amb èxit en un cos de 160 metres de diàmetre anomenat Dimorphos, que orbita un asteroide més gran de 780 metres de diàmetre anomenat Didymos, i en va alterar amb èxit l’òrbita en 32 minuts.
Aquest canvi va ser unes 25 vegades més gran que els 73 segons que la NASA havia definit com un canvi de període d’òrbita mínim exitós.
Detecció d’un efecte quàntic per a la gravetat
Detecció d’un efecte quàntic per a la gravetatFinalment, aquesta distinció es refereix a la detecció, per part d’investigadors de la Universitat de Stanford, d’un efecte Aharonov-Bohm per a la gravetat.
Predit per primera vegada el 1949, l’efecte Aharonov-Bohm és un fenomen quàntic pel qual la funció d’ona d’una partícula carregada es veu afectada per un potencial elèctric o magnètic, fins i tot quan la partícula es troba en una regió de zero camps elèctrics i magnètics.
Els físics de Stanford han observat una versió gravitacional de l’efecte quàntic utilitzant àtoms ultrafreds, un descobriment que es podria utilitzar per determinar la constant gravitacional de Newton amb una precisió molt alta, assegura Physics World.
Notícies relacionades
