Ohm’s Law Survives at the Atomic Scale

Ohm’s Law is extended to the atomic level, and Moore’s Law may get a reprieve

By Saswato R. Das  /  January 2012

5 January 2012—Moore’s Law, the cornerstone rule of the semiconductor industry, may get a reprieve from its predicted demise, according to a group of scientists in Australia and the United States. Their unexpected findings show that a well-understood law of classical physics—and a pillar of electrical engineering—holds for some objects that are just four atoms wide, a size where quantum effects should rule instead.

Michelle Simmons and her colleagues at the University of New South Wales, in Australia, together with collaborators at the University of Melbourne and Purdue University, in Indiana, have built low-resistance silicon wires that show that Ohm’s Law works at the atomic level. Ohm’s Law, an empirical rule discovered by the German physicist Georg Ohm in 1827, says that the current through a conductor is directly proportional to the potential difference across the conductor. Introducing the concept of resistance, the law is a mainstay of circuit theory and is taught to high school and college students in physics and engineering classes.

In an accompanying commentary in Science, where the research is being reported Friday, Arizona State University’s David Ferry called the finding "surprising." Scientists expected that classical behavior like Ohm’s Law would break down at the atomic level. "The pointlike electron motion of the classical world would be replaced by the spread-out quantum waves. These quantum waves would lead to very different behavior," the IEEE Fellow adds.

Simmons and her collaborators built fine nanowires out of silicon that were just one atom tall, four atoms wide (about 1.5 nanometers), and 106 nm long. They used scanning tunnel microscopy to pattern the wires on a silicon surface and then silicon crystal growth to bury the wires and protect them from surfaces and interfaces that could suck up any free electrons and interfere with Ohm’s Law–like behavior, Simmons says.

Previous experiments had shown that at widths less than 10 nm, the resistivity of silicon nanowires increased exponentially (Ohm’s Law, by contrast, is linear). The researchers were able to get around this exponential increase and follow Ohm’s Law, in effect, by heavily doping the silicon nanowires with phosphorus.

"The phosphorus atoms have one more electron than silicon, and these extra electrons allow the nanowire to conduct," Simmons explains. "Within the wires we place the phosphorous atoms less than 1 nm apart so that the wave functions of the electron overlap to form a metallic-like state, and that gives us this low resistivity."

Electrical engineer John Kymissis of Columbia University was impressed with the experiments. "It avoids all of the interfaces, surface scattering, and grain boundaries" that hampered other approaches, he says. Researchers say that the finding should make it easier for Moore’s Law to maintain its momentum. Today’s high-end chips already must fend off some esoteric quantum effects, and more are expected as engineers continue to shrink IC components. A major challenge to scaling down silicon chips is "the power dissipation from parasitic resistances that cannot be eliminated from current designs and materials," says Dick Slusher, head of the Georgia Tech Quantum Institute. An atomic wire that follows Ohm’s Law could help.

Simmons says that the work grew out of efforts to develop a scalable quantum computer in silicon. Her group and others have been working on quantum computers, whose quantum bits, or qubits, are the spin states of electrons in individual phosphorus atoms. "In Sydney, we have recently demonstrated that single-phosphorus-atom electron-spin qubits have very long lifetimes—several seconds," she says. "We are on the edge of being able to make truly single-atom devices with precision control electrodes to manipulate and couple the spin state of these qubits."

Physicist Steven Simon of Oxford University calls the nanowire "an impressive piece of technology" but says making multiple wires with identical resistivity could get tricky. "Unless one can control exactly where the [phosphorus] impurities are, there may always be outlier samples that don’t conduct at all."

Of course, the experiments by Simmons and colleagues were not done using standard silicon processing techniques, but eventually they might be made to conform to them.

"Fundamentally, we have shown that we can maintain low resistivities in doped silicon wires down to the atomic scale," Simmons says. It may not be ready for production now, but, she says, "who knows 20 years from now?"

About the Author

Saswato R. Das, a New York City–based writer, contributes frequently to IEEE Spectrum. In September 2011 he reported on advances that could bring us closer to practical quantum computing.

New Material Cools Under Pressure

Unlike most materials, the new material cools when pressure is applied. (Credit: Image courtesy of Universidad de Barcelona)

ScienceDaily (Dec. 21, 2011) — Research led by a team from the University of Barcelona, published in the online version of the journal Nature Communications, has identified a new material that exhibits an inverse barocaloric effect at room temperature, which means that it cools when pressure is applied, unlike most other materials. The study, carried out within the framework of Barcelona Knowledge Campus (BKC), also included work by researchers from the Polytechnic University of Catalonia. BarcelonaTech (UPC), the University of Duisburg-Essen (Germany) and the Indian Association for the Cultivation of Science.

The barocaloric effect refers to the change in temperature produced in a material by the application of hydrostatic pressure. Most objects heat up when compressed and cool down when decompressed, but some solids display the opposite behaviour: their temperature decreases when they are compressed and increases when they are decompressed. Lluís Mañosa, UB professor, explains: "This highly unusual behaviour is what we have termed the inverse barocaloric effect. In our study we have found a material which exhibits a substantial change at moderate pressures: its temperature drops by 1ºC for each additional 1 kbar of pressure."

During the study, the Group on Characterization of Materials at the Polytechnic University of Catalonia. BarcelonaTech (UPC) carried out a characterization of the processes to which the solid material was submitted, at different temperatures and pressures, using a custom system developed by the team.

The material developed during the study is an intermetallic compound of the magnetocaloric metals lanthanum, iron, silicon and cobalt (La-Fe-Si-Co), which change temperature when an external magnetic field is applied. This group of materials is considered to be the most promising for novel refrigeration systems. According to Mañosa, "in the material we studied, the temperature change brought about by moderate pressures is of sufficient magnitude to be considered for use in environmentally respectful refrigeration systems. In addition, the fact that it responds to two types of external stimulus -- magnetic fields and pressure -- would allow for the design of devices that apply these stimuli simultaneously to obtain higher levels of performance."

The inverse barocaloric effect is created by a phase transition in the material below a given temperature, which leads to changes in its structural and magnetic properties. It has recently been suggested that materials displaying this behaviour could also be used in novel energy harvesting systems.

Time Cloaking

First Demonstration of Time Cloaking

Physicists have created a "hole in time" using the temporal equivalent of an invisibility cloak.

kfc 07/14/2011

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Invisibility cloaks are the result of physicists' newfound ability to distort electromagnetic fields in extreme ways. The idea is steer light around a volume of space so that anything inside this region is essentially invisible.

The effect has generated huge interest. The first invisibility cloaks worked only at microwave frequencies but in only a few years, physicists have found ways to create cloaks that work for visible light, for sound and for ocean waves. They've even designed illusion cloaks that can make one object look like another.

Today, Moti Fridman and buddies, at Cornell University in Ithaca, go a step further. These guys have designed and built a cloak that hides events in time.

Time cloaking is possible because of a kind of duality between space and time in electromagnetic theory. In particular, the diffraction of a beam of light in space is mathematically equivalent to the temporal propagation of light through a dispersive medium. In other words, diffraction and dispersion are symmetric in spacetime.

That immediately leads to an interesting idea. Just as its easy to make a lens that focuses light in space using diffraction, so it is possible to use dispersion to make a lens that focuses in time.

Such a time-lens can be made using an electro-optic modulator, for example, and has a variety of familiar properties. "This time-lens can, for example, magnify or compress in time," say Fridman and co.

This magnifying and compressing in time is important.

The trick to building a temporal cloak is to place two time-lenses in series and then send a beam of light through them. The first compresses the light in time while the second decompresses it again.

But this leaves a gap. For short period, there is a kind of hole in time in which any event is unrecorded.

So to an observer, the light coming out of the second time-lens appears undistorted, as if no event has occurred.

In effect, the space between the two lenses is a kind of spatio-temporal cloak that deletes changes that occur in short periods of time.

The device has some limitations. The Cornell time cloak lasts only for 110 nanoseconds--that's not long. And Fridman and co say the best it can achieve will be 120 microseconds.

But it's early days yet. Given the rapid development of spatial cloaks, it'd be a brave man who'd bet on this being the last word.

Fridman and pals have clearly made themselves an interesting toy but they modestly refrain from speculating about the applications for their time cloak.

However, that's a task well suited to readers of the Physics arXiv Blog. If you have any suggestions, leave them here.

Ref: arxiv.org/abs/1107.2062: Demonstration Of Temporal Cloaking

Memória de luz é construída com fibra óptica

Microrressonadores

A fotônica vem avançando rapidamente, prometendo revolucionar os computadores, com cálculos feitos à velocidade da luz.

Agora, pesquisadores descobriram uma nova forma de usar a luz para armazenar dados, usando microrressonadores, uma tecnologia emergente, mas baseada em materiais já fabricados industrialmente.

Misha Sumetsky e seus colegas descobriram como combinar as propriedades quânticas da luz com uma propriedade das fibras ópticas até agora inexplorada.

Em 2009, um grupo alemão descobriu como usar uma fibra óptica para armazenar luz e, por decorrência, dados.

A nova técnica produz o mesmo efeito, mas com uma abordagem diferente: os pesquisadores criaram zonas mais estreitas ao longo de uma fibra óptica.

Armazenar a luz

Os estreitamentos na fibra óptica confinam a luz ao fazê-la seguir uma rota em formato de parafuso, para frente e para trás, criando um microrressonador.

O principal feito do grupo foi desenvolver uma técnica que permite fabricar esses estreitamentos de forma rápida e eficiente.

Fabricar microrressonadores é uma espécie de "cálice sagrado" na busca pelos computadores ópticos, com a diferença de que o que se quer aqui é encontrar um mapa de uma rota que não deixe a luz escapar.

Armazenar a luz - fazer os fótons ficar dando voltas por um determinado tempo - não é algo fácil porque qualquer imperfeição no material pode significar perda da informação.

A palavra-chave para desvendar o mistério é "acoplamento evanescente", o mesmo fenômeno que permite que a luz caminhe pelo lado de fora de nanofios.

Salto quântico

Em uma fibra óptica normal, uma diferença de índice de refração entre o núcleo e o revestimento da fibra faz com que a luz viaje muitos quilômetros com pouquíssima perda de sinal.

Na fibra onde são feitos os estreitamentos, a luz encontra uma espécie de rampa à sua frente, o que a faz escapar, sendo capturada por outra fibra alinhada perpendicularmente à primeira.

Como as duas fibras estão muito próximas, e como a fibra original estreita-se para uma fração de sua dimensão original, uma parte da luz dá literalmente um salto quântico para a outra fibra.

Esse é o acoplamento evanescente, que permite que uma onda eletromagnética - a luz - acople as duas fibras.

Bits ópticos

Assim, em vez de viajar livremente ao longo da fibra, a luz fica circulando em volta da sua superfície, em círculos muito apertados.

Mesmo mantendo sua velocidade, como passa a fazer uma rota em parafuso, na prática a luz viaja ao longo do comprimento da fibra a uma fração da sua velocidade em uma fibra normal, sem os microrressonadores.

Cada microrressonador destes representa um bit de memória óptica.

Assim, o próximo passo da pesquisa, é testar uma série deles funcionando ao longo da mesma fibra, de forma controlada.

 

 

Bibliografia:
Surface nanoscale axial photonics: Robust fabrication of high quality factor microresonators
M. Sumetsky, D. J. DiGiovanni, Y. Dulashko, J. M. Fini, X. Liu, E. M. Monberg, T. F. Taunay
Optics Letters
Vol.: 36, Issue 24, pp. 4824-4826
DOI: 10.1364/OL.36.004824
Microgerador transforma movimento dos pneus em eletricidade

Energia dos pneus

O laboratório belga IMEC criou um minúsculo gerador capaz de produzir energia a partir das vibrações normais dos pneus durante o movimento de um carro.

O "dispositivo de colheita de energia" é capaz de gerar 42 microWatts de potência de forma sustentada quando o veículo roda a 70 km/h.

Em condições especiais de rodagem, ele chegou a gerar quase 12 vezes mais - 489 microWatts.

Contudo, os 42 microWatts são suficientes para alimentar sensores, como os usados nos sistemas de monitoramento da pressão dos pneus, já presentes em alguns carros - a vantagem é que esses sistemas não mais dependerão da troca de baterias.

O aparelho deverá também viabilizar automações adicionais, como sensores para monitorar a qualidade da estrada, ajustando automaticamente a suspensão, sistemas de segurança, detectando estilos de direção mais agressivos, e mesmo um monitoramento da integridade estrutural dos pneus.

 

 

Indústria e meio ambiente

Mas o coletor de energia não terá seus usos restritos à indústria automotiva.

Ele poderá ser instalado em qualquer equipamento que apresente algum tipo de vibração ou esteja sujeito a choques periódicos.

Isto inclui desde máquinas industriais até o monitoramento de estruturas civis, como pontes e edifícios, viabilizando ainda as redes de sensores, que deverão ser usadas para monitorar o meio ambiente e até a integridade estrutural de aviões.

O chip coletor de energia usa minúsculas vigas feitas de um material piezoelétrico, o nitreto de alumínio, que gera eletricidade quando é submetido a um impacto mecânico.


Fonte:  Site Inovação Tecnológica- www.inovacaotecnologica.com.br URL: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=microgerador-transforma-movimento-pneus-eletricidade

Fluxo Escuro pode ser a prova da existência de outro universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/01/2009

Universo observável

Cientistas acreditam ter encontrado as provas da existência de outro universo. E, para formar uma trindade com a Matéria Escura e com a Energia Escura, ambas responsáveis por mais de 95% do nosso universo, os astrônomos batizaram essa nova evidência de Fluxo Escuro.

Por mais poderosos que sejam os telescópios, os já construídos, os que estão em construção, ou mesmo aqueles que estão apenas nos mais delirantes sonhos dos astrônomos, há uma espécie de "muro" na borda do nosso universo, além do qual nada se pode enxergar ou detectar.

Não se trata de uma barreira física, mas de uma distância: além de 45 bilhões de anos-luz de distância, a luz não teve tempo de chegar até nós e poderemos nunca saber o que existe além. Apesar de se calcular que nosso universo tenha uma idade de 13,7 bilhões de anos, ele está em expansão - levando essa expansão em conta, os astrônomos calculam que a última fronteira observável do nosso universo está agora a aproximadamente 45 bilhões de anos-luz de distância.

Aglomerados de galáxias

A única esperança que resta para descobrirmos algo sobre essa região inalcançável estaria em encontrarmos algum "buraco" nesse muro, alguma interferência causada no universo observável por aquilo que está além dele.

É isto o que quatro cosmologistas, coordenados pelo professor Alexander Kashlinsky, da NASA, acreditam ter encontrado.

Utilizando dados coletados pelo observatório WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), os cientistas detectaram aglomerados de galáxias movendo-se a até 1.000 quilômetros por segundo, algo totalmente incompatível com todas as atuais teorias.

Fluxo Escuro

Mais impressionante do que tamanha velocidade, todos os aglomerados galácticos observados pelos cientistas - quase 800 - parecem estar se dirigindo para um único ponto no céu, localizado entre as constelações de Sagitário e Vela. O movimento em direção a esse ponto foi chamado de Fluxo Escuro, um fluxo de matéria ainda sem causa ou explicação conhecidas.

Na imagem, esses aglomerados estão representados pelos pontos brancos, registrados sobre a radiação cósmica de fundo, uma radiação na faixa das micro-ondas que inundou o Universo 400.000 anos depois do Big Bang. Todos parecem estar se dirigindo para o ponto roxo mostrado na figura (veja também O que existia antes do Big Bang?).

Kashlinsky e seus colegas defendem que essas evidências são as primeiras informações que indicam a existência de algo além do nosso universo, reforçando a chamada "teoria os multiversos", que estabelece que o nosso universo é apenas um dentre inumeráveis que existem.

Outros universos ou novas teorias

Mesmo os cosmologistas que não concordam com a conclusão afirmam que o achado é impressionante, e que ele será responsável, no mínimo, por alterar quase tudo o que se acreditava correto até hoje nas teorias sobre a estrutura e a formação do nosso universo.

Segundo os cientistas, a Matéria Escura não poderia ser responsável pelo Fluxo Escuro porque ela não produz gravidade suficiente para isso. E tampouco a Energia Escura poderia ser a causa, porque ela está espalhada de maneira uniforme ao longo do universo, não podendo ser capaz de carrear tamanha quantidade de matéria numa única direção.

Daí vem a conclusão lógica: somente alguma coisa além do nosso horizonte cósmico pode ser responsável por gerar o Fluxo Escuro. E, se todas as teorias atuais a respeito da formação do nosso universo estão corretas, algo que está além dele somente poderia ser outro universo.

Bibliografia:
A measurement of large-scale peculiar velocities of clusters of galaxies: results and cosmological implications.
A. Kashlinsky, F. Atrio-Barandela, D. Kocevski, H. Ebeling
Astrophysical Journal Letters
Vol.: 686:L49-L52


Fonte:  Site Inovação Tecnológica- www.inovacaotecnologica.com.br URL: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fluxo-escuro-prova-da-existencia-de-outro-universo

Leis da Física variam ao longo do Universo

Constante de estrutura fina

Um dos mais queridos princípios da ciência - a constância das leis da física - pode não ser verdadeiro.

Um estudo publicado na mais conceituada revista de física, a Physical Review Letters, afirma que as leis da natureza podem variar ao longo do Universo.

O estudo concluiu que uma das quatro forças fundamentais, o eletromagnetismo, parece variar de um lugar para outro.

O eletromagnetismo é medido por meio da chamada constante de estrutura fina, simbolizada pela letra grega alfa (α).

Esta constante é uma combinação de três outras constantes: a velocidade da luz (c), a carga do elétron (e) e a constante de Planck (h), onde α = e2/hc.

O resultado é cerca de 1/137, um número sem dimensão, o que a torna ainda mais fundamental do que as outras constantes, como a gravidade, a velocidade da luz ou a carga do elétron.

Em termos gerais, a constante alfa mede a magnitude da força eletromagnética - em outras palavras, a intensidade das interações entre a luz e a matéria.

Constantes inconstantes

Agora, John Webb e seus colegas das universidades de Nova Gales do Sul e Swinburne, na Austrália, e Cambridge, no Reino Unido, mediram o valor de alfa em cerca de 300 galáxias distantes, usando dados do Very Large Telescope do ESO, no Chile.

"Os resultados nos deixaram estupefatos," disse o professor Webb. "Em uma direção, a partir de nossa localização no Universo, a constante alfa vai ficando gradualmente mais fraca, e gradualmente mais forte na direção oposta."

Isso mostra uma espécie de "eixo preferencial" para o Universo - chamado pelos cientistas de "dipolo australiano" - de certa forma coincidente com medições anteriores que deram origem à teoria do chamado Fluxo Escuro, que indica que uma parte da matéria do nosso Universo estaria vazando por uma espécie de "ralo cósmico", sugada por alguma estrutura de um outro universo.

"A descoberta, se confirmada, terá profundas implicações para o nosso entendimento do espaço e do tempo, e viola um dos princípios fundamentais da teoria da Relatividade Geral de Einstein," completou Webb, referindo-se ao princípio da equivalência de Einstein.

O resultado não é uma completa surpresa: as conclusões haviam sido anunciadas pela equipe em 2010:

 

Naquele momento, porém, o estudo ainda não havia sido publicado em uma revista revisada pelos pares - tanta demora para que outros cientistas analisassem o estudo é uma indicação bem clara do impacto que os resultados podem ter sobre todo o edifício científico estabelecido.

O Dr. Webb e seus colegas vêm trabalhando no assunto há muito mais tempo. Seus primeiros resultados vieram em 1999, mas eram baseados em um número menor de galáxias, de uma região mais restrita do céu.

Universo infinito ou múltiplos universos

Uma das implicações dessas "constantes inconstantes" é que o Universo pode ser infinito.

"Essas violações são de fato esperadas por algumas 'teorias de tudo', que tentam unificar todas as forças fundamentais. Uma alteração suave e contínua de alfa pode implicar que o Universo seja muito maior do que a parte dele que conseguimos observar, possivelmente infinito," propõe o Dr. Victor Flambaum, coautor do estudo.

Outra possibilidade derivada dessa variação na constante alfa é a existência de multiversos, múltiplos universos que podem, de alguma forma, "tocar-se" uns aos outros.

 

O professor Webb afirma que esta descoberta também pode dar uma resposta muito natural para uma questão que tem intrigado os cientistas há décadas: por que as leis da física parecem tão bem ajustadas para a existência da vida?

"A resposta pode ser que outras regiões do Universo não são tão favoráveis à vida como nós a conhecemos, e que as leis da física que medimos em nossa parte do Universo são meramente 'regras locais'. Neste caso, não seria uma surpresa encontrar a vida aqui," afirma o cientista.

Isto porque basta uma pequena variação nas leis da física para que, por exemplo, as estrelas deixem de produzir carbono, o elemento básico da "vida como a conhecemos".

Como os cientistas chegaram a esta conclusão

Para chegar às suas conclusões, os cientistas usaram a luz de quasares muito distantes como faróis.

O espectro da luz que chega até nós, vinda de cada quasar, traz consigo sinais dos átomos nas nuvens de gás que a luz atravessou em seu caminho até a Terra.

Isto porque uma parte da luz é absorvida por estes átomos, em comprimentos de onda específicos que revelam a identidade desses átomos - de quais elementos eles são.

Essas "assinaturas espectrais", chamadas linhas de absorção, são então comparadas com as mesmas assinaturas encontradas em laboratório aqui na Terra para ver se a constante alfa é mesmo constante.

Os resultados mostraram que não, que alfa varia ao longo de um eixo que parece atravessar o Universo, assim como um eixo magnético atravessa a Terra.

Novas teorias

Quanto ao espanto causado pelos resultados, o Dr. Webb afirma que as chamadas leis da física não estão "escritas na pedra".

"O que nós entendemos por 'leis da natureza'? A frase evoca um conjunto de regras divinas e imutáveis que transcenderiam o 'aqui e agora' para aplicar-se em todos os lugares e em todos os tempos no Universo. A realidade não é tão grandiosa.

"Quando nos referimos às leis da natureza, estamos na verdade falando de um determinado conjunto de ideias que são marcantes na sua simplicidade, que parecem ser universais e que têm sido verificadas por experimentos.

"Portanto, somos nós, seres humanos, que declaramos que uma teoria científica é uma lei da natureza. E os seres humanos frequentemente estão errados," escreveu ele em um artigo na revista Physics World.

Reação muito semelhante teve um dos pesquisadores responsáveis pelo recente experimento que teria identificado neutrinos viajando a velocidades superiores à da luz, outro achado que contraria as atuais leis da física.

Ao falar sobre a controvérsia e as inúmeras tentativas de dar outras explicações para os resultados, o Dr. Sergio Bertolucci afirmou que "um experimentalista tem que provar que uma medição está certa ou está errada. Se você interpretar cada nova medição com as velhas teorias, você nunca terá uma nova teoria".

E como os cientistas poderão ter certeza de que é hora de investir em uma nova teoria?

Se há variação em uma das constantes, é de se esperar que as outras constantes fundamentais também variem.

Tudo o que eles terão que fazer será projetar experimentos que possam verificar variações na gravidade, na carga do elétron ou na velocidade da luz.

 

 

Bibliografia:
Indications of a Spatial Variation of the Fine Structure Constant
J. K. Webb, J. A. King, M. T. Murphy, V. V. Flambaum, R. F. Carswell, M. B. Bainbridge
Physical Review Letters
31 October 2011
Vol.: 107, 191101
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.191101
Transistor Quântico

Transístor quântico estará nos computadores em 2017

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/11/2011

Computadores quânticos

Muito antes que os computadores quânticos se tornem realidade, a mecânica quântica poderá ajudar a transformar os computadores tradicionais em supermáquinas.

Um avanço demonstrado por pesquisadores da IBM e do Instituto Politécnico Federal de Lausanne, na Suíça, promete que, em 2017, os fenômenos quânticos ajudarão a diminuir o consumo de energia dos equipamentos eletrônicos por um fator de 100.

Como o grande limitador ao aumento de velocidade dos processadores é justamente o elevado consumo de energia - e, por decorrência o calor dissipado por eles - é de se esperar um aumento equivalente na velocidade de processamento.

Há poucos dias, a IBM anunciou uma tecnologia que usa metal líquido para retirar calor dos processadores, afirmando que isso permitiria colocar um supercomputador atual dentro de um celular "em poucos anos."

Agora os pesquisadores resolveram marcar data: 2017.

Transístor quântico

O segredo está em um novo tipo de transístor, o elemento fundamental de toda a eletrônica, chamado Túnel-FET, ou TFET.

O termo túnel se refere ao fenômeno do tunelamento quântico, pelo qual uma partícula consegue atravessar uma barreira física - este fenômeno já é largamente utilizado, por exemplo, nos microscópios eletrônicos de tunelamento. FET é uma sigla em inglês para transístor de efeito de campo.

A tecnologia atual é baseada nos transistores de efeito de campo, onde um fluxo de elétrons ativa ou desativa o transístor - um fluxo de bilhões de elétrons, que esquenta tudo por onde passam.

No transístor, duas câmaras são separadas por uma barreira de energia. Na primeira, uma horda de elétrons fica esperando quando o transístor está desligado (indicando um 0 binário, por exemplo). Quando é aplicada uma tensão, eles cruzam a barreira de energia, ativando o transístor. É o que se chama de injeção termal.

Ocorre que alguns elétrons acabam cruzando essa barreira antes da hora, mesmo que aparentemente não tivessem energia para tanto. Esse é o efeito túnel, que sempre atrapalhou o funcionamento dos transistores.

Agora o problema virou solução.

Efeito túnel

Estreitando a barreira do transístor torna-se possível amplificar o efeito quântico e passar a basear o funcionamento do transístor inteiro nesse tunelamento - é a chamada injeção por tunelamento.

Com isto, a energia necessária para que os elétrons cruzem a barreira é reduzida drasticamente.

"Substituindo o princípio do transístor de efeito de campo tradicional pelo efeito túnel, pode-se reduzir a tensão dos transistores de 1 volt para 0,2 volt," afirmou o Dr. Adrian M. Ionescu, que está desenvolvendo o Túnel-FET juntamente com Heike Riel.

Híbrido clássico-quântico

Esta é, na verdade, uma abordagem híbrida, ainda um passo aquém de um verdadeiro "transístor atômico", demonstrado recentemente por pesquisadores australianos e finlandeses.

Mas justamente isto torna sua adoção mais rápida, uma vez que os processadores poderão ser construídos com FETs e Túnel-FETs convivendo no mesmo chip.

"Os protótipos atuais foram construídos em ambiente pré-industrial. Nós podemos razoavelmente esperar vê-los em produção em massa por volta de 2017," disse Ionescu.

The impending revolution of low-power quantum computers
November 22nd, 2011 in Technology / Semiconductors

 

By 2017, quantum physics will help reduce the energy consumption of our computers and cellular phones by up to a factor of 100. For research and industry, the power consumption of transistors is a key issue. The next revolution will likely come from tunnel-FET, a technology that takes advantage of a phenomenon referred to as "quantum tunneling."

At the EPFL, but also in the laboratories of IBM Zurich and the CEA-Leti in France, research is well underway. As part of a special issue of Nature devoted to , Adrian Ionescu, an EPFL , has written an article on the topic.

Today's computers have no less than a billion transistors in the CPU alone. These small switches that turn on and off provide the famous binary instructions, the 0s and 1s that let us send emails, watch videos, move the mouse pointer… and much more. The technology used in today's transistors is called "field effect;" whereby voltage induces an electron channel that activates the transistor. But field effect technology is approaching its limits, particularly in terms of .

Tunnel-FET technology is based on a fundamentally different principle. In the transistor, two chambers are separated by an energy barrier. In the first, a horde of electrons awaits while the transistor is deactivated. When voltage is applied, they cross the energy barrier and move into the second chamber, activating the transistor in so doing.

In the past, the tunnel effect was known to disrupt the operation of transistors. According to quantum theory, some electrons cross the barrier, even if they apparently don't have enough energy to do so. By reducing the width of this barrier, it becomes possible to amplify and take advantage of the quantum effect – the energy needed for the electrons to cross the barrier is drastically reduced, as is power consumption in standby mode.

"By replacing the principle of the conventional field effect transistor by the tunnel effect, one can reduce the voltage of from 1 volt to 0.2 volts," explains Ionescu. In practical terms, this decrease in electrical tension will reduce power consumption by up to a factor of 100. The new generation microchips will combine conventional and tunnel-FET technology. "The current prototypes by IBM and the CEA-Leti have been developed in a pre-industrial setting. We can reasonably expect to see mass production by around 2017."

For Ionescu, who heads the Guardian Angels project (a project vetted for a billion Euro grant from the EU), tunnel-FET technology is without a doubt the next big technological leap in the field of microprocessors. "In the Guardian Angels project, one of our objectives is to find solutions to reduce the power consumption of processors. Tunnel-FET is the next revolution that will help us achieve this goal." The aim: design ultra-miniaturized, zero-power electronic personal assistants. Tunnel-FET technology is one of the first major stages in the project's roadmap. IBM and the CEA-Leti are also partners in the project.

More information: Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switches, Nature,
http://www.nature. … re10679.html

Provided by Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

"The impending revolution of low-power quantum computers." November 22nd, 2011. http://www.physorg.com/news/2011-11-impending-revolution-low-power-quantum.html

Leis da Física variam ao longo do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/11/2011

Constante de estrutura fina

Um dos mais queridos princípios da ciência - a constância das leis da física - pode não ser verdadeiro.

Um estudo publicado na mais conceituada revista de física, a Physical Review Letters, afirma que as leis da natureza podem variar ao longo do Universo.

O estudo concluiu que uma das quatro forças fundamentais, o eletromagnetismo, parece variar de um lugar para outro.

O eletromagnetismo é medido por meio da chamada constante de estrutura fina, simbolizada pela letra grega alfa (α).

Esta constante é uma combinação de três outras constantes: a velocidade da luz (c), a carga do elétron (e) e a constante de Planck (h), onde α = e2/hc.

O resultado é cerca de 1/137, um número sem dimensão, o que a torna ainda mais fundamental do que as outras constantes, como a gravidade, a velocidade da luz ou a carga do elétron.

Em termos gerais, a constante alfa mede a magnitude da força eletromagnética - em outras palavras, a intensidade das interações entre a luz e a matéria.

Constantes inconstantes

Agora, John Webb e seus colegas das universidades de Nova Gales do Sul e Swinburne, na Austrália, e Cambridge, no Reino Unido, mediram o valor de alfa em cerca de 300 galáxias distantes, usando dados do Very Large Telescope do ESO, no Chile.

"Os resultados nos deixaram estupefatos," disse o professor Webb. "Em uma direção, a partir de nossa localização no Universo, a constante alfa vai ficando gradualmente mais fraca, e gradualmente mais forte na direção oposta."

Isso mostra uma espécie de "eixo preferencial" para o Universo - chamado pelos cientistas de "dipolo australiano" - de certa forma coincidente com medições anteriores que deram origem à teoria do chamado Fluxo Escuro, que indica que uma parte da matéria do nosso Universo estaria vazando por uma espécie de "ralo cósmico", sugada por alguma estrutura de um outro universo.

"A descoberta, se confirmada, terá profundas implicações para o nosso entendimento do espaço e do tempo, e viola um dos princípios fundamentais da teoria da Relatividade Geral de Einstein," completou Webb, referindo-se ao princípio da equivalência de Einstein.

O resultado não é uma completa surpresa: as conclusões haviam sido anunciadas pela equipe em 2010:

 

Naquele momento, porém, o estudo ainda não havia sido publicado em uma revista revisada pelos pares - tanta demora para que outros cientistas analisassem o estudo é uma indicação bem clara do impacto que os resultados podem ter sobre todo o edifício científico estabelecido.

O Dr. Webb e seus colegas vêm trabalhando no assunto há muito mais tempo. Seus primeiros resultados vieram em 1999, mas eram baseados em um número menor de galáxias, de uma região mais restrita do céu.

Universo infinito ou múltiplos universos

Uma das implicações dessas "constantes inconstantes" é que o Universo pode ser infinito.

"Essas violações são de fato esperadas por algumas 'teorias de tudo', que tentam unificar todas as forças fundamentais. Uma alteração suave e contínua de alfa pode implicar que o Universo seja muito maior do que a parte dele que conseguimos observar, possivelmente infinito," propõe o Dr. Victor Flambaum, coautor do estudo.

Outra possibilidade derivada dessa variação na constante alfa é a existência de multiversos, múltiplos universos que podem, de alguma forma, "tocar-se" uns aos outros.

 

O professor Webb afirma que esta descoberta também pode dar uma resposta muito natural para uma questão que tem intrigado os cientistas há décadas: por que as leis da física parecem tão bem ajustadas para a existência da vida?

"A resposta pode ser que outras regiões do Universo não são tão favoráveis à vida como nós a conhecemos, e que as leis da física que medimos em nossa parte do Universo são meramente 'regras locais'. Neste caso, não seria uma surpresa encontrar a vida aqui," afirma o cientista.

Isto porque basta uma pequena variação nas leis da física para que, por exemplo, as estrelas deixem de produzir carbono, o elemento básico da "vida como a conhecemos".

Como os cientistas chegaram a esta conclusão

Para chegar às suas conclusões, os cientistas usaram a luz de quasares muito distantes como faróis.

O espectro da luz que chega até nós, vinda de cada quasar, traz consigo sinais dos átomos nas nuvens de gás que a luz atravessou em seu caminho até a Terra.

Isto porque uma parte da luz é absorvida por estes átomos, em comprimentos de onda específicos que revelam a identidade desses átomos - de quais elementos eles são.

Essas "assinaturas espectrais", chamadas linhas de absorção, são então comparadas com as mesmas assinaturas encontradas em laboratório aqui na Terra para ver se a constante alfa é mesmo constante.

Os resultados mostraram que não, que alfa varia ao longo de um eixo que parece atravessar o Universo, assim como um eixo magnético atravessa a Terra.

Novas teorias

Quanto ao espanto causado pelos resultados, o Dr. Webb afirma que as chamadas leis da física não estão "escritas na pedra".

"O que nós entendemos por 'leis da natureza'? A frase evoca um conjunto de regras divinas e imutáveis que transcenderiam o 'aqui e agora' para aplicar-se em todos os lugares e em todos os tempos no Universo. A realidade não é tão grandiosa.

"Quando nos referimos às leis da natureza, estamos na verdade falando de um determinado conjunto de ideias que são marcantes na sua simplicidade, que parecem ser universais e que têm sido verificadas por experimentos.

"Portanto, somos nós, seres humanos, que declaramos que uma teoria científica é uma lei da natureza. E os seres humanos frequentemente estão errados," escreveu ele em um artigo na revista Physics World.

Reação muito semelhante teve um dos pesquisadores responsáveis pelo recente experimento que teria identificado neutrinos viajando a velocidades superiores à da luz, outro achado que contraria as atuais leis da física.

Ao falar sobre a controvérsia e as inúmeras tentativas de dar outras explicações para os resultados, o Dr. Sergio Bertolucci afirmou que "um experimentalista tem que provar que uma medição está certa ou está errada. Se você interpretar cada nova medição com as velhas teorias, você nunca terá uma nova teoria".

E como os cientistas poderão ter certeza de que é hora de investir em uma nova teoria?

Se há variação em uma das constantes, é de se esperar que as outras constantes fundamentais também variem.

Tudo o que eles terão que fazer será projetar experimentos que possam verificar variações na gravidade, na carga do elétron ou na velocidade da luz.

 

 

Bibliografia:
Indications of a Spatial Variation of the Fine Structure Constant
J. K. Webb, J. A. King, M. T. Murphy, V. V. Flambaum, R. F. Carswell, M. B. Bainbridge
Physical Review Letters
31 October 2011
Vol.: 107, 191101
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.191101


Fonte:  Site Inovação Tecnológica- www.inovacaotecnologica.com.br URL: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=leis-fisica-variam-longo-universo

Nanomaterial híbrido abre caminho para hardware reconfigurável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2011

Hardware flexível

Circuitos eletrônicos especializados são mais eficientes e mais rápidos. Mas custam muito mais caro.

Processadores de uso geral, como os equipam todos os nossos computadores, parecem ser bastante bons, sobretudo quando se leva em conta que eles custam cada dia menos.

Mas tudo poderia ser muito melhor se os processadores fossem capazes de reorganizar sua própria estrutura física, reprojetando seus próprios circuitos, de forma a criar um hardware flexível que se adaptasse a cada tarefa em particular.

Esse sonho parece estar assumindo ares de realidade com uma nova descoberta realizada por Hideyuki Nakanishi e seus colegas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos.

Guiando a eletricidade

Os pesquisadores sintetizaram um nanomaterial híbrido que consegue "dirigir" a corrente elétrica que passa por ele.

"Nossa tecnologia de 'pilotagem' nos permitir dirigir o fluxo de corrente ao longo de um pedaço contínuo de material," garante Bartosz Grzybowski, coordenador da pesquisa.

"Tal como redirecionar um rio, as correntes de elétrons podem ser dirigidas em múltiplas direções através de um bloco do material - mesmo em múltiplas correntes, ou fluindo em direções opostas ao mesmo tempo," acrescenta ele.

O nanomaterial é tão inusitado que resiste à catalogação em qualquer categoria. O jeito foi criar uma nova classe de materiais, já devidamente batizada de eletrônica baseada em nanopartículas.

Essa "nova eletrônica" combina diferentes aspectos da eletrônica baseada no silício e da eletrônica orgânica, geralmente baseada em polímeros.

Eletrônica baseada em nanopartículas

O nanomaterial é composto de nanopartículas eletricamente condutoras, cada uma com cinco nanômetros de diâmetro, feita de ouro e recoberta com um polímero com carregado positivamente.

As nanopartículas, em um agrupamento densamente empacotado, são circundadas por um mar de átomos negativamente carregados, que circulam pelos espaços vazios entre as nanopartículas e equilibram as cargas positivas residentes nas nanopartículas.

Quando uma carga elétrica é aplicada ao material, os átomos carregados negativamente (íons) podem ser movidos e realinhados para formar novas estruturas. Já as nanopartículas, muito maiores do que os átomos, continuam travadas em seus lugares.

Ao movimentar esse mar de íons ao longo do material, os cientistas demonstraram que é possível criar regiões de alta e de baixa condutância.

O resultado é a criação de "fios virtuais", caminhos por onde os elétrons podem fluir ao longo do material.

Processador reconfigurável

Mas não apenas fios.

É possível também criar análogos de componentes eletrônicos tradicionais, como diodos e transistores, que são a base dos processadores.

Para isso, basta usar diferentes tipos de nanopartículas para fabricar o material - o grupo demonstrou isso fazendo um sanduíche com o nanomaterial composto por dois tipos diferentes de nanopartículas, mas obedecendo ao mesmo princípio de funcionamento.

Quando é necessário reconfigurar o circuito - para formar um circuito totalmente diferente, com outra estrutura e com um número diferente de transistores - basta ajustar com precisão as correntes elétricas aplicadas em cada ponto do material.

"Além de funcionar como uma ponte tridimensional entre as tecnologias atuais, a natureza reversível deste novo material pode permitir que um computador redirecione e adapte seu próprio circuito para a tarefa que for necessário fazer em cada momento," diz David A. Walker, outro membro da equipe.

Material chaveável

Este material chaveável - que pode alterar suas propriedades em resposta a um estímulo externo - pode ser útil também em outras áreas, como em sensores e catalisadores.

Seu uso para um circuito eletrônico reconfigurável, contudo, vai depender da demonstração efetiva de que múltiplos tipos de nanopartículas permitem a reconfiguração de transistores em tempo real - os cientistas demonstraram uma junção p-n, essencial para a criação do transístor.

Outro desafio significativo de engenharia será prover eletrodos para criar milhões de transistores dentro de um circuito com alguns milímetros quadrados.

Bibliografia:
Dynamic internal gradients control and direct electric currents within nanostructured materials
Hideyuki Nakanishi, David A. Walker, Kyle J. M. Bishop, Paul J. Wesson, Yong Yan, Siowling Soh, Sumanth Swaminathan, Bartosz A. Grzybowski
Nature Nanotechnology
16 October 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2011.165


 

Criado material mais escorregadio do mundo

Superfície omnifóbica

Cientistas construíram a superfície mais escorregadia que se conhece.

Inspirando-se nas folhas de uma planta carnívora (Nepenthes pitcher), Joanna Aizenberg e seus colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, criaram uma superfície omnifóbica - capaz de repelir quase tudo.

Os testes mostraram que nada consegue aderir ao material, incluindo água, óleo, geleia de frutas e nem mesmo formigas, que saem escorregando como se estivessem patinando.

Segundo os pesquisadores, o material biomimético será útil para a criação de janelas e paredes autolimpantes e tubos para transportar líquidos e gases de forma mais eficiente e mais rápida.

Estratégias escorregadias

Há tempos os cientistas inspiram-se nas folhas de lótus para criar superfícies super-hidrofóbicas, que nunca se molham.

Essas plantas têm em sua superfície uma verdadeira floresta de nanopostes, na extremidade dos quais uma cera sustenta as gotas de água. O resultado é que o peso da gota se divide entre os nanopostes, como um faquir sobre uma cama de pregos.

O inconveniente é que esse princípio só funciona para líquidos com elevada tensão superficial, como a água.

A estratégia da planta carnívora é semelhante, mas, em vez de postes retendo entre si uma camada de ar, a Nepenthes pitcher tem ranhuras cheias de néctar.

 

 

O que parece ser uma diferença sutil torna a superfície eficaz contra uma gama muito maior não apenas de líquidos, mas também de outros materiais.

Revestimento contra grafiteiros

Em vez de néctar, os pesquisadores usaram um líquido lubrificante, no qual o material foi mergulhado depois de ter as ranhuras escavadas em sua superfície.

Além de mais eficiente, o material é também mais resistente e robusto, suportando até mesmo danos mecânicos sem perder seu comportamento escorregadio - o líquido lubrificante escorre para dentro dos defeitos, recobrindo-os e preservando o comportamento do material.

Os cientistas chamaram essa nova classe de materiais omnifóbicos de SLIPs, "escorregar" em inglês, mas também uma sigla para Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces - superfícies escorregadias porosas com infusão líquida.

Os cientistas já começaram a testar seu novo material como um revestimento no interior de tubos para o transporte de fluidos, revestimento antimanchas para materiais ópticas e tintas anti-grafiteiros.

Bibliografia:
Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity
Tak-Sing Wong, Sung Hoon Kang, Sindy K. Y. Tang, Elizabeth J. Smythe, Benjamin D. Hatton, Alison Grinthal, Joanna Aizenberg
Nature Physics
21 September 2011
Vol.: 477, 443-447
DOI: 10.1038/nature10447
Dark energy pioneers scoop Nobel prize

The 2011 Nobel Prize for Physics has been awarded to Saul Perlmutter from the Lawrence Berkeley National Laboratory, US, Adam Riess at Johns Hopkins University, in Baltimore and Brian Schmidt from the Australian National University, Weston Creek, "for the discovery of the accelerating expansion of the Universe through observations of distant supernovae".

Perlmutter has been awarded a half of the SEK10m (£934 000) prize, with Riess and Schmidt sharing the other half. In a statement, the Royal Swedish Academy of Sciences said "For almost a century, the Universe has been known to be expanding as a consequence of the Big Bang about 14 billion years ago. However, the discovery that this expansion is accelerating is astounding. If the expansion will continue to speed up the Universe will end in ice."

Missing energy

Dark energy is a mysterious substance believed to constitute 75% of the current universe, with around 21% being dark matter and the rest ordinary matter and energy making up the Earth, planets and stars.

Only 25 years ago most scientists believed that the universe could be described by Albert Einstein and Willem de Sitter’s simple and elegant model from 1932 in which gravity is gradually slowing down the expansion of space. But from the mid-1980s a series of observations was made that did not seem to fit the standard theory, leading some people to suggest that an old and discredited term from Einstein’s general theory of relativity – the “cosmological constant” or “lambda” – should be brought back to explain the data.

In 1998, after years of observations, two rival groups of supernova hunters – the High-Z Supernovae Search Team led by Brian Schmidt and the Supernova Cosmology Project (SCP) led by Saul Perlmutter – revealed that the expansion of the universe is accelerating. A cosmological constant with a value different to that originally proposed by Einstein for a static universe – rebranded the following year as “dark energy” – was put forward to explain what was driving the expansion, and almost overnight the scientific community accepted a new model of the universe.

More to follow.

About the author

Michael Banks is news editor of Physics World

Fermi Bubbles Are Burps from a Star-Eating Black Hole

...and they may also explain the cosmic ray "knee" problem, one of astronomy's biggest mysteries.

By kfc

Last year, astronomers analysing data from NASA's orbiting Fermi Gamma Ray Telescope made an extraordinary announcement. They said that Fermi had spotted two giant bubbles emanating from the centre of the galaxy, stretching some 20,000 light years above and below the galactic plane.

These bubbles are clearly some kind of shockwave in which high energy electrons interact with photons, giving up their energy in the form of gamma rays.

But what could have caused such a shockwave, which is many times bigger than astronomers would expect to see from a supernova?

Today, Kwong Sang Chen at The University of Hong Kong and a few pals say think they know. They say the bubbles are the remnants of stars that have been eaten by the supermassive black hole at the centre of the galaxy. What's this idea may also explain the energy distribution of cosmic rays, which astronomers have puzzled over for decades.

Our galaxy's supermassive black hole is, well, huge--some 4 million times more massive than the Sun. Chen and co assume that a star falls into it every 1000 years or so. When this happens, part of the star is devoured by the black hole, while the rest is burped back out into space in the form of high energy protons.

These protons heat up the gas and dust surrounding the black hole creating an expanding bubble of high energy electrons. This cannot expand far in the plane of the galaxy where it is absorbed.

But the electrons can travel far into the space above and below the galactic plane, creating the gamma ray bubbles seen by Fermi. This explains why the edge of the bubble is so well defined.

But it also explains another of the great puzzles that astronomers are sweating over: the strange energy distribution of cosmic rays.

It's easy to imagine that higher energy cosmic rays ought to be rarer than lower energy ones. But when astronomers plot the number of cosmic rays against energy, there are far more high energy ones than there ought to be. These form a 'knee' in the graph, hence the name of the problem.

Chen and co's model explains this knee. They say the extra high energy cosmic rays must be protons created during this star-eating process that have made their way to Earth.

So it is the sheer size and energy of the black hole burp that generates the extra high energy protons in the spectrum.

A convincing argument that kills two birds with one stone.

Ref: arxiv.org/abs/1109.6087: Fermi Bubbles as a Result of Star Capture in the Galactic Center

Copyright Technology Review 2011.

In-Car Algorithm Could Rapidly Dissolve Traffic Jams

If cars broadcast their speeds to other vehicles, a simple in-car algorithm could help dissolve traffic jams as soon as they occur, say computer scientists.

By kfc

In recent years, various mathematical models and experimental measurements of traffic patterns have led to a consensus about the general kinds of traffic flows that can occur. There are three types.

First is free flow in which the density of traffic is low enough to allow vehicles to travel at the maximum speed allowed. Then there is synchronised flow when a higher traffic density forces cars to travel at similar slow speeds but without stop-start motion. Finally, there is the jam in which the speed drops to zero when the traffic density rises above some threshold.

The way the flow transitions from one regime to another is hugely complex but a number of models, in particular those using cellular automaton, have become useful in studying how it occurs.

One interesting question is how best to dissolve jams once they form. Most traffic experts agree that the basic idea is to ensure that cars leave the jam more quickly than they arrive, so that the jam dissolves.

Now Hyun Keun Lee and Beom Jun Kim at the University of Seoul in South Korea have a come up with a simple idea to automate and improve this dissolving process. They define two types of drivers: optimistic and defensive. Defensive drivers leave more room to the vehicle ahead than required by safety. Optimistic drivers leave too little.

They then use a cellular automaton to model traffic flow in a way that reproduces most of the usual driving behaviours such as exceeding the speed limit, overreacting to road conditions by accelerating and braking to hard and so on.

But they also add an extra ingredient. All the vehicles in this model share their speed and position with their neighbours and this information filters downstream. That means downstream vehicles immediately become aware that the traffic ahead has come to a standstill.

When that happens, Lee and Kim's algorithm immediately switches all the downstream driving behaviour to defensive, so that vehicles exceed the safe distance between them. This slows the rate at which vehicles join the jam.

At the same time, vehicles leaving the jams are made to accelerate away quickly using automated cruise control. This increases the rate at which vehicles leave the jam.

The result is that the jam quickly dissolves.

That's an interesting and simple approach that could be implemented relatively easily in the next generation of cars. It's greatest value is that it requires no central control, only an on-board algorithm on most cars. It also requires a little more automated on-board control than cars currently have but not an unrealistic amount.

But it will require a little more modelling to ensure that this kind of group control doesn't lead to other emergent behaviour that could be detrimental. Neither is it clear what percentage of cars must be fitted with this ability for the effect to work. But it certainly looks worthy of further investigation.

It's a little premature to say the traffic jams could be banished from the roads of the future but we may bot have to spend as long sitting in them.

Ref: arxiv.org/abs/1109.2191: Dissolution Of Traffic Jam Via Additional Local Interactions

Copyright Technology Review 2011.

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