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Enfriador láser para electrónica

28.01.2013

Un equipo de físicos dirigido por Qihua Xiong de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur desarrolló una nueva técnica de enfriamiento por láser al observar cómo las nanotiras hechas de un tipo diferente de semiconductor, un compuesto de azufre y cadmio, reaccionaban a un rayo láser.

Los sistemas de enfriamiento por láser se utilizan ampliamente en física nuclear y en estudios de las propiedades cuánticas del micromundo. Las trampas láser y los enfriadores especiales permiten alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que es prácticamente imposible con otros métodos de enfriamiento. A pesar del alto desarrollo de esta tecnología, aún no ha sido adaptada para trabajar con electrónica semiconductora basada en silicio y arseniuro de galio. Como explican los científicos, cuando se irradia con un láser, los átomos de la materia a la que se dirige el dispositivo absorben fotones de su radiación. Bajo ciertas condiciones, algunos de estos fotones se emiten a una frecuencia más alta, lo que consume energía adicional extraída de las vibraciones térmicas de los átomos. Debido a esto, la irradiación láser enfría la materia, en lugar de calentarla. Este efecto, la llamada luminiscencia anti-Stokes, es muy utilizada en sistemas de enfriamiento láser de átomos.

Xiong y sus colegas encontraron que la luminiscencia anti-Stokes ocurre en tiras de sulfuro de cadmio con un grosor y una estructura especialmente seleccionados. Tratando de lograr el máximo enfriamiento, los científicos analizaron varias opciones para los emisores de láser hasta que se decidieron por un láser verde convencional con una longitud de onda de 514 nm. Según los investigadores, el láser verde pudo enfriar las tiras de sulfuro de cadmio enrolladas en 40 grados centígrados a temperatura ambiente. A medida que disminuye la temperatura del material y del ambiente, la eficiencia de enfriamiento disminuye gradualmente hasta alcanzar un mínimo de 93 grados centígrados bajo cero.

Como señalan los investigadores, se puede aplicar una técnica de enfriamiento similar a los microchips de silicio después de una investigación adicional. Xiong y sus colegas creen que tales "refrigeradores" de láser pueden integrarse en dispositivos electrónicos en miniatura, debido al bajo consumo de energía y la compacidad de los láseres modernos.

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Se ha demostrado la existencia de una regla de entropía para el entrelazamiento cuántico 09.05.2024

La mecánica cuántica sigue sorprendiéndonos con sus misteriosos fenómenos y descubrimientos inesperados. Recientemente, Bartosz Regula del Centro RIKEN de Computación Cuántica y Ludovico Lamy de la Universidad de Amsterdam presentaron un nuevo descubrimiento relacionado con el entrelazamiento cuántico y su relación con la entropía. El entrelazamiento cuántico juega un papel importante en la ciencia y la tecnología de la información cuántica modernas. Sin embargo, la complejidad de su estructura hace que comprenderlo y gestionarlo sea un desafío. El descubrimiento de Regulus y Lamy muestra que el entrelazamiento cuántico sigue una regla de entropía similar a la de los sistemas clásicos. Este descubrimiento abre nuevas perspectivas en el campo de la ciencia y la tecnología de la información cuántica, profundizando nuestra comprensión del entrelazamiento cuántico y su conexión con la termodinámica. Los resultados del estudio indican la posibilidad de reversibilidad de las transformaciones de entrelazamiento, lo que podría simplificar enormemente su uso en diversas tecnologías cuánticas. Abriendo una nueva regla ... >>

Mini aire acondicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

El verano es una época de relajación y viajes, pero muchas veces el calor puede convertir esta época en un tormento insoportable. Conozca un nuevo producto de Sony: el mini aire acondicionado Reon Pocket 5, que promete hacer que el verano sea más cómodo para sus usuarios. Sony ha presentado un dispositivo único: el mini acondicionador Reon Pocket 5, que proporciona refrigeración corporal en los días calurosos. Con él, los usuarios pueden disfrutar de frescura en cualquier momento y en cualquier lugar simplemente usándolo alrededor del cuello. Este mini aire acondicionado está equipado con ajuste automático de modos de funcionamiento, así como sensores de temperatura y humedad. Gracias a tecnologías innovadoras, Reon Pocket 5 ajusta su funcionamiento en función de la actividad del usuario y las condiciones ambientales. Los usuarios pueden ajustar fácilmente la temperatura mediante una aplicación móvil dedicada conectada mediante Bluetooth. Además, para mayor comodidad, se encuentran disponibles camisetas y pantalones cortos especialmente diseñados, a los que se puede colocar un mini acondicionador. El dispositivo puede oh ... >>

Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

Noticias aleatorias del Archivo

La materia oscura puede calentar planetas desde el interior 01.04.2021

Los astrónomos han sugerido que la materia oscura se acumula en las profundidades de los exoplanetas masivos y su presencia puede detectarse por un aumento de su temperatura.

Se cree que la mayor parte de la masa de las galaxias no cae sobre estrellas, planetas y nubes de gas, sino sobre materia oscura. Su presencia se detecta por la influencia gravitacional sobre la materia ordinaria: estrellas, gas, etc. Se cree que bajo la influencia de la materia oscura, se forma una estructura a gran escala del Universo, nacen y evolucionan las galaxias, rodeándolas con un extenso "halo oscuro". Sin embargo, la materia oscura no participa en ninguna otra forma de interacciones fundamentales, además de las gravitatorias.

No emite ni absorbe ondas electromagnéticas, por lo que permanece invisible para nuestros telescopios. Los astrofísicos todavía están discutiendo sobre en qué partículas consiste, dónde y cómo buscarlas mejor. Yuri Smirnov de la Universidad de Ohio y Rebecca Leane de Stanford proponen una nueva línea de investigación: en los núcleos de los exoplanetas.

De hecho, se propusieron hipótesis anteriores de que los coágulos de materia oscura pueden acumularse en los centros de cuerpos celestes pesados y densos, principalmente estrellas de neutrones. Algo similar es posible para exoplanetas lo suficientemente grandes y masivos, y bajo su influencia, los núcleos de dichos planetas deberían calentarse adicionalmente. Según los científicos, la temperatura elevada puede indicar la presencia de materia oscura en su interior. Para que se vea esta señal débil, el exoplaneta debe ser grande y lo más frío posible.

Por lo tanto, debe ser muy mayor y estar lo más lejos posible de su estrella para tener tiempo de refrescarse lo más posible; de lo contrario, según Smirnov, será "difícil ver una vela contra el fondo de un incendio forestal." Aún mejor, si el planeta se formara en un sistema más cercano al centro de la Galaxia, donde la densidad de materia oscura es mayor que en la periferia. E idealmente, debería ser un "planeta huérfano", expulsado de su sistema estelar y volando libremente por los espacios vacíos y fríos de la Galaxia.

Los científicos estiman que para un exoplaneta con una masa de 14 masas de Júpiter, la aniquilación de las partículas de materia oscura debería aumentar la temperatura entre 250 y 500 kelvin. Si podemos tomar medidas "a granel" de la temperatura de tales exoplanetas y distribuirlas en un mapa de la Vía Láctea, entonces podemos ver si se eleva más cerca del centro. Tal señal será una indicación de la presencia de la tan esperada materia oscura en ellos.

Los autores creen que es muy posible hacer las observaciones necesarias. Los telescopios espaciales James Webb y Nancy Grace RST, que se preparan para lanzarse en 2021 y 2025, respectivamente, podrán hacer esto.

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