Notizie dell'ETH

Grazie a una speciale membrana d'oro sottile come un wafer, i ricercatori dell'ETH hanno reso molto più semplice l'analisi delle superfici. In questo modo è possibile misurare proprietà superficiali inaccessibili con i metodi convenzionali.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno dimostrato che gli stati quantici degli spin dei singoli elettroni possono essere controllati da correnti di elettroni con spin uniformemente allineati. Questo metodo potrebbe essere utilizzato in futuro negli elementi di commutazione elettronica.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno visualizzato per la prima volta come gli elettroni possano formare vortici in un materiale a temperatura ambiente. Hanno ottenuto questo risultato con un dispositivo di misurazione quantistica ad altissima risoluzione.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno studiato un tipo speciale di magnetismo analizzando immagini di punti colorati generate con simulatori quantistici. In futuro potrebbero utilizzare questo metodo per risolvere altri enigmi fisici, ad esempio nel campo della superconduttività.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno studiato gli effetti topologici in un solido artificiale e hanno fatto alcune osservazioni sorprendenti. Le nuove scoperte sul pompaggio topologico potrebbero essere utilizzate in futuro per le tecnologie quantistiche.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo sono riusciti a intrappolare ioni con campi elettrici e magnetici statici e a eseguire operazioni quantistiche su di essi. In futuro, tali trappole potrebbero essere utilizzate per realizzare computer quantistici con un numero di bit quantistici significativamente maggiore rispetto al passato.

I ricercatori dell'Empa e dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato processi che consentono di trasformare i punti quantici di perovskite in emettitori più veloci ed efficienti, migliorando così in modo significativo la loro luminosità. Ciò è importante per le applicazioni negli schermi e nelle tecnologie quantistiche.

Ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Empa e di Stanford hanno scattato istantanee della struttura cristallina di nanocristalli di perovskite mentre venivano deformati da elettroni eccitati. Sorprendentemente, la deformazione ha raddrizzato la struttura cristallina sbilanciata invece di renderla più disordinata.

I ricercatori dell'ETH hanno dimostrato un nuovo tipo di magnetismo in un materiale prodotto artificialmente. Il materiale diventa ferromagnetico perché gli elettroni riducono al minimo la loro energia cinetica.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno scoperto un nuovo attacco ai chip dei computer AMD in cui l'aggressore impianta un'"idea" nel computer senza che questo se ne accorga. Con questo attacco è stato possibile accedere ai dati da qualsiasi punto della memoria del computer.

I ricercatori dell'ETH hanno utilizzato un materiale semiconduttore insolitamente posizionato per creare un'antenna per minuscole fonti di luce su un chip. In futuro, in questo modo si potrebbero produrre nano-LED e laser efficienti.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno creato il gatto di Schrödinger più pesante finora realizzato, ponendo un cristallo in una sovrapposizione di due stati vibrazionali. I loro risultati potrebbero portare a bit quantistici più robusti e contribuire a spiegare perché non osserviamo sovrapposizioni quantistiche nella vita quotidiana.

I ricercatori dell'ETH sono riusciti a creare immagini tridimensionali di singole nanoparticelle utilizzando impulsi di raggi X estremamente brevi e potenti. In futuro, questa tecnica potrebbe essere utilizzata per realizzare filmati 3D di processi dinamici su scala nanometrica.

I ricercatori del Politecnico di Zurigo hanno sviluppato un metodo per raffreddare simultaneamente diverse nanoparticelle a temperature di pochi millesimi di grado superiori allo zero assoluto. Questo nuovo metodo può essere utilizzato per studiare gli effetti quantistici di diverse nanoparticelle e per costruire sensori altamente sensibili.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un metodo con cui è possibile risolvere temporalmente i movimenti di elettroni in cluster di acqua della durata di pochi attosecondi. La tecnica può essere utilizzata sia per una ricerca più precisa sull'acqua sia per un'elettronica più veloce.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo sono riusciti per la prima volta a intrappolare gli eccitoni - quasiparticelle costituite da elettroni con carica negativa e difetti con carica positiva - in un materiale semiconduttore con campi elettrici controllabili. La nuova tecnica è importante sia per la produzione di sorgenti a fotone singolo sia per la ricerca fondamentale.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un nuovo algoritmo che permette di modellare la dinamica dei sistemi fisici a partire dalle osservazioni. In futuro potrebbe essere applicato all'emergere di turbolenze e punti critici nel clima.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno scoperto gravi vulnerabilità nelle memorie dati DRAM utilizzate in computer, tablet e smartphone. Le vulnerabilità sono state pubblicate insieme al National Cyber Security Centre, che per la prima volta ha assegnato un numero di identificazione.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno osservato un nuovo stato della materia: Negli strati di grafene attorcigliati l'uno contro l'altro, due conduttori elettrici si combinano per formare un isolante.

I ricercatori dell'ETH sono riusciti a produrre nanocristalli da due metalli diversi utilizzando un processo di amalgama in cui un metallo liquido penetra in uno solido. Questa tecnica nuova e sorprendentemente intuitiva permette di produrre un'ampia gamma di nanocristalli intermetallici con proprietà personalizzate per una grande varietà di applicazioni.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno intrappolato una sfera di cento nanometri con la luce laser e ne hanno rallentato il movimento fino al più basso stato quantomeccanico. Ciò consente di studiare gli effetti quantistici su oggetti macroscopici e di costruire sensori estremamente sensibili.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo sono riusciti a osservare un cristallo composto solo da elettroni. Tali cristalli di Wigner erano stati previsti quasi novant'anni fa, ma solo ora sono stati osservati direttamente in un materiale semiconduttore.

I ricercatori dell'ETH sono riusciti a rendere isolanti o superconduttori i dischi di grafene appositamente preparati applicando una tensione elettrica. Questo funziona anche localmente, in modo che regioni con proprietà fisiche completamente diverse possano essere create una accanto all'altra nello stesso disco di grafene.

Un team di ricerca internazionale guidato dall'ETH di Zurigo ha ricostruito l'attività solare fino all'anno 969 grazie alle misurazioni del carbonio radioattivo negli anelli degli alberi. I risultati aiutano le ricerche a comprendere meglio le dinamiche solari e permettono di datare con maggiore precisione gli organi con il metodo del C14.

I ricercatori dell'ETH hanno dimostrato una nuova tecnica per eseguire operazioni quantistiche sensibili con gli atomi. La luce laser di controllo viene trasportata direttamente in un chip. Questo dovrebbe rendere possibile la costruzione di computer quantistici più grandi che lavorano con atomi intrappolati.

I ricercatori dell'ETH sono riusciti a produrre un materiale efficiente per il raddoppio della frequenza della luce a banda larga utilizzando microsfere fatte di nanocristalli disordinati. L'idea decisiva è nata durante una pausa caffè. Il nuovo approccio potrebbe essere utilizzato in futuro nei laser e in altre tecnologie luminose.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno fatto in modo che perle di gel polimerico formino da sole modelli complessi in un processo a due fasi. Ciò potrebbe essere utilizzato per creare superfici con proprietà ottiche e meccaniche personalizzate.

I ricercatori dell'ETH hanno fornito la prima spiegazione teorica di come la corrente elettrica viene condotta nei semiconduttori costituiti da nanocristalli. Questo potrebbe portare allo sviluppo di nuovi sensori, laser o LED per schermi in futuro.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un processo per produrre superfici ondulate con precisione nanometrica. Ciò potrebbe rendere i componenti ottici utilizzati per la trasmissione di dati su Internet, ad esempio, ancora più potenti e compatti in futuro.

Nei computer, i dati vengono normalmente memorizzati ed elaborati in moduli separati. I ricercatori dell'ETH di Zurigo e del PSI hanno ora sviluppato un metodo che consente di eseguire operazioni logiche direttamente in un elemento di memoria.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Empa hanno dimostrato che il silicio può essere utilizzato per produrre piccoli oggetti molto più resistenti e malleabili di quanto si pensasse in precedenza. Questo potrebbe rendere i sensori dei telefoni cellulari, ad esempio, più piccoli e robusti.

I ricercatori dell'ETH hanno studiato il comportamento degli elettroni fortemente interagenti in un materiale costituito da due sottili strati cristallini leggermente attorcigliati l'uno contro l'altro. Hanno scoperto alcune proprietà sorprendenti

I fisici dell'ETH hanno dimostrato la più lunga connessione quantistica a microonde finora realizzata, con i suoi cinque metri. È adatta sia per le future reti di computer quantistici sia per gli esperimenti di ricerca fondamentale sulla fisica quantistica.

I ricercatori del Fare all'ETH hanno misurato i tempi delle singole operazioni di scrittura in un nuovo tipo di memoria dati magnetica con una risoluzione inferiore a 100 picosecondi. I loro risultati sono importanti per la prossima generazione di memorie di lavoro basate sul magnetismo.

Due gruppi di ricerca dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato congiuntamente un nuovo tipo di rivelatore di luce. Si tratta di materiali bidimensionali stratificati accoppiati a una fibra ottica di silicio. In futuro, questo approccio potrebbe essere utilizzato anche per produrre diodi emettitori di luce e modulatori di luce.

I fisici dell'ETH di Zurigo hanno osservato una sorprendente torsione in un sistema quantistico causata dall'interazione tra dispersione di energia e dinamica quantistica coerente. Per spiegarlo, hanno trovato una vivida analogia con la meccanica.

La commutazione rapida dei fasci di luce è importante in molte applicazioni tecniche. I ricercatori dell'ETH hanno ora sviluppato un interruttore "elettro-ottomeccanico" per fasci di luce che è significativamente più piccolo e più veloce dei modelli attuali. Questo è importante per le auto a guida autonoma e per le tecnologie ottiche quantistiche.

Un team di fisici e informatici dell'ETH di Zurigo ha sviluppato un nuovo approccio al problema della materia oscura e dell'energia oscura nell'universo. Utilizzando strumenti di apprendimento automatico, hanno programmato i computer in modo che imparassero a estrarre informazioni rilevanti dalle mappe celesti.

La stampa 3D è uno strumento sempre più importante nella produzione. I ricercatori dell'ETH hanno ora sviluppato un nuovo processo di stampa 3D in grado di produrre oggetti su scala micrometrica da più metalli e con un'elevata risoluzione spaziale.

In fisica quantistica, il vuoto non è vuoto, ma permeato da minuscole fluttuazioni del campo elettromagnetico. Finora era impossibile studiare direttamente queste fluttuazioni del vuoto. I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un metodo che permette di caratterizzare con precisione le fluttuazioni.

I metodi di multiplazione sono utilizzati nella tecnologia dell'informazione per trasmettere più segnali di quanti siano i canali di trasmissione disponibili. I ricercatori all'ETH di Zurigo hanno ora inventato un nuovo metodo in cui le informazioni sono codificate nel rumore correlato tra onde luminose spazialmente separate.

Utilizzando ioni di calcio intrappolati, i ricercatori del Fare all'ETH hanno dimostrato un nuovo metodo che potrebbe rendere i computer quantistici immuni da errori. Per farlo, hanno creato uno stato di oscillazione periodica di uno ione che aggira i limiti usuali sulla precisione delle misure.

Le particelle di luce normalmente non si "sentono" a vicenda, perché non c'è interazione tra loro. I ricercatori del Fare all'ETH sono ora riusciti a influenzare i fotoni in un materiale semiconduttore in modo tale che si respingano comunque a vicenda.

I ricercatori dell'ETH hanno sviluppato un modulatore con cui i dati trasmessi da onde millimetriche possono essere convertiti direttamente in impulsi di luce per le fibre ottiche. Questo potrebbe rendere il ponte dell'"ultimo miglio" verso la connessione Internet domestica molto più veloce ed economico.

Il laboratorio di Paolo Ermanni dell'ETH di Zurigo sta sviluppando i materiali compositi del futuro. Ottimizzando gli elementi fondamentali delle strutture a sandwich, i ricercatori stanno creando materiali estremamente leggeri, robusti e adattabili allo stesso tempo, ideali quindi per le applicazioni aerospaziali.

Invertire perfettamente strutture complesse è tecnicamente molto importante. I ricercatori del Fare all'ETH sono ora riusciti a invertire la struttura magnetica ed elettrica dei materiali con un singolo impulso di campo magnetico.

Per rendere i qubit dei computer quantistici meno suscettibili alle interferenze, è preferibile utilizzare lo spin di un elettrone, ad esempio. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora sviluppato un metodo che permette di accoppiare fortemente un qubit di spin con fotoni a microonde.

I ricercatori del Fare all'ETH hanno fatto ruotare le nanoparticelle intorno al proprio asse un miliardo di volte al secondo. Misurando le particelle in rotazione, i ricercatori sperano di ottenere nuove conoscenze sul comportamento dei materiali sotto carichi estremi, tra le altre cose.

Nell'effetto fotoelettrico, un fotone rilascia un elettrone da un materiale. I ricercatori dell'ETH hanno ora utilizzato impulsi laser ad attosecondi per misurare i tempi di questo effetto nelle molecole. Dai risultati ottenuti è possibile dedurre l'esatta posizione della fotoionizzazione.

Nelle nuove tecnologie dell'informazione quantistica, gli stati quantici sensibili devono essere trasmessi tra bit quantici distanti. I ricercatori del Fare all'ETH sono ora riusciti a realizzare una trasmissione quantistica di questo tipo tra due qubit allo stato solido su comando.

La durata della batteria è un fattore importante nei dispositivi indossabili. Devono essere sempre pronti a ricevere segnali di controllo senza consumare molta energia. I ricercatori del Fare all'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un ricevitore senza energia per la comunicazione tattile che ricava l'energia direttamente dal segnale.

Un team di ricerca internazionale guidato da fisici dell'ETH ha utilizzato l'apprendimento automatico per insegnare a un computer a prevedere i risultati degli esperimenti quantistici. I risultati potrebbero essere importanti per testare i futuri computer quantistici.

Nella nostra esperienza quotidiana, lo spazio ha tre dimensioni. Recentemente, tuttavia, gli esperimenti hanno rivelato un fenomeno fisico che si verifica solo in quattro dimensioni spaziali. Le basi teoriche di questo fenomeno sono state sviluppate da un ricercatore del Fare all'ETH.

Quando le simmetrie dei sistemi quantistici si rompono spontaneamente, i modi di eccitazione collettiva cambiano in modo caratteristico. I ricercatori di Fare ricerca all'ETH hanno ora osservato direttamente questi modi di Goldstone e Higgs per la prima volta.

I microscopi a scansione a effetto tunnel possono rendere visibili i singoli atomi di un materiale. I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno ora utilizzato questo microscopio anche per misurare la loro magnetizzazione. La nuova tecnologia potrebbe essere utilizzata nell'imaging magnetico e nell'elaborazione di informazioni magnetiche.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un dispositivo in miniatura in grado di generare fasci di onde elettromagnetiche simili a laser, noti come plasmoni di superficie. Questi possono essere focalizzati molto più fortemente della luce, il che li rende utili per applicazioni nei sensori.

I sistemi granulari come le macerie o la polvere sono onnipresenti, ma non facili da studiare. I ricercatori del Fare all'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un metodo che permette di ottenere immagini dell'interno dei sistemi granulari con una velocità di diecimila volte superiore rispetto al passato.

L'archiviazione magnetica dei dati era finora considerata troppo lenta per la produzione di memorie per computer. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora studiato un processo che permette di scrivere dati magneticamente in modo molto più veloce ed efficiente dal punto di vista energetico.

I sensori sensibili devono essere ampiamente schermati dalle influenze ambientali. I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno ora dimostrato come sia possibile rimuovere e aggiungere carica elettrica a una nanosfera che può essere utilizzata per misurare le forze più piccole.

La misurazione precisa delle frequenze dei campi elettrici o magnetici deboli è importante in molte applicazioni. I ricercatori del Fare all'ETH di Zurigo hanno sviluppato un metodo in cui un sensore quantistico misura la frequenza di un campo magnetico oscillante con una precisione senza precedenti.

Con l'aiuto dei cosiddetti pettini a doppia frequenza, i gas ambientali possono essere analizzati in modo rapido e preciso con la spettroscopia. I ricercatori dell'ETH hanno ora sviluppato un metodo che consente di generare tali pettini di frequenza in modo molto più semplice ed economico rispetto al passato.

Le particelle di luce normalmente non reagiscono ai campi magnetici. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora dimostrato come i fotoni possano comunque essere influenzati da campi elettrici e magnetici. In futuro, questo metodo potrebbe essere utilizzato per generare forti campi magnetici artificiali per i fotoni.

La capacità di percepire i cambiamenti di temperatura è una funzione importante della pelle umana. I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un sensore di temperatura altamente sensibile e flessibile che potrebbe presto essere utilizzato in protesi e bracci robotici.

Gli elettroni nei solidi possono combinarsi per formare le cosiddette quasiparticelle, che danno origine a nuovi fenomeni. I fisici dell'ETH hanno ora studiato quasiparticelle precedentemente non identificate in una nuova classe di solidi costituiti da un solo strato atomico. Con i loro risultati, i ricercatori hanno corretto un'interpretazione errata precedentemente prevalente.

Gli stati energetici quantomeccanici possibili dei suoi elettroni determinano se un solido è un isolante o conduce l'elettricità come un metallo. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora previsto teoricamente un nuovo tipo di materiale che dovrebbe presentare una particolare caratteristica di questi stati energetici mai osservata prima.

Da anni i componenti elettronici diventano sempre più veloci, rendendo possibili computer potenti e altre tecnologie. I ricercatori del Fare all'ETH di Zurigo hanno ora studiato come la velocità degli elettroni possa essere controllata tramite campi elettrici. Le loro scoperte sono importanti per l'elettronica a petahertz del futuro.

Controllare con precisione gli stati quantici di atomi e molecole è stato per anni un sogno della fisica. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora stabilito un record per la produzione di stati quantici altamente eccitati di particelle massive. La loro tecnica potrebbe essere utilizzata per rendere più veloci i computer quantistici.

Nelle transizioni di fase, ad esempio tra acqua e vapore acqueo, l'energia cinetica compete con l'energia di attrazione delle molecole direttamente vicine. La fisica dell'ETH di Zurigo ha ora studiato le transizioni di fase quantistiche in cui anche particelle distanti si influenzano a vicenda.

Gli stati di entanglement di oggetti quantistici distanti sono un importante elemento costitutivo delle future tecnologie informatiche. I ricercatori del Fare all'ETH hanno ora sviluppato un metodo con cui tali stati possono essere generati mille volte più velocemente di prima.

I ricercatori dell'ETH hanno studiato le proprietà di un metallo e hanno scoperto una nuova particella. È legata ai cosiddetti fermioni di Weyl, che il matematico Hermann Weyl aveva previsto quasi novant'anni fa. All'epoca Weyl aveva trascurato la nuova particella, che potrebbe essere interessante per future applicazioni nell'elettronica.

I risonatori sono uno strumento importante in fisica. Con l'aiuto di specchi concavi, di solito raccolgono le onde luminose che poi agiscono, ad esempio, sugli atomi. I fisici dell'ETH di Zurigo sono ora riusciti a costruire un risonatore per elettroni e a dirigere le onde stazionarie che genera su un atomo artificiale.

La trasmissione veloce di grandi quantità di dati tramite cavi in fibra ottica, come richiesto da Internet, richiede potenti modulatori che convertano i segnali elettrici in ottici. I ricercatori del Fare ricerca all'ETH hanno sviluppato un modulatore cento volte più piccolo dei modelli disponibili in commercio.

Sebastian Huber e colleghi hanno dimostrato che il percorso dalla teoria astratta all'applicazione tangibile non deve essere sempre lungo. La loro realizzazione meccanica di un fenomeno meccanico quantistico potrebbe presto essere utilizzata nell'isolamento acustico.

Il professore dell'ETH Jonathan Home e il suo team hanno scavato a fondo nel loro bagaglio di trucchi e hanno creato i cosiddetti "gatti di Schrödinger compressi". Questi sistemi quantistici potrebbero essere estremamente utili per le tecnologie future.