Los investigadores de Northeastern han descubierto un nuevo fenómeno cuántico en una clase específica de materiales, llamados aisladores antiferromagnéticos, que podrían producir nuevas formas de alimentar «espintronic» y otros dispositivos tecnológicos del futuro.
El descubrimiento ilumina «cómo fluye el calor en un aislante magnético, [y] cómo [los investigadores] pueden detectar ese flujo de calor», dice Gregory Fiete, profesor de física en el noreste y coautor de la investigación. Los efectos novedosos, publicados en Nature Physics esta semana y se demostraron experimentalmente, se observaron combinando ferrita de lantano (LAFO3) con una capa de platino o tungsteno.
«Ese acoplamiento en capas es lo que es responsable del fenómeno», dice Arun Bansil, profesor distinguido de la Universidad en el Departamento de Física de Northeastern, quien también participó en el estudio.
El descubrimiento puede tener numerosas aplicaciones potenciales, como mejorar los sensores de calor, el reciclaje de desechos y otras tecnologías termoeléctricas, dice Bansil. Este fenómeno podría incluso conducir al desarrollo de una nueva fuente de energía para estas tecnologías de juicio. El estudiante graduado del noreste Matt Matzelle y Bernardo Barbiellini, físico computacional y teórico de la Universidad Tecnológica de Lappeenranta, que actualmente está visitando Northeastern, participaron en la investigación.
Ilustrar los hallazgos de los equipos requiere un aumento considerable (literalmente) para observar el mundo de las partículas a escala atómica, específicamente, en los nano vivos de los electrones. También requiere una comprensión de varias propiedades de los electrones, que poseen algo llamado «giro», tener una carga y, al moverse a través de un material, generar flujo de calor.
¿Qué fenómeno está estudiando actualmente la física?
Shaibe está pasando 10 semanas estudiando «sistemas no lineales acoplados: la física de las matrices de Josephson Junction» bajo la tutoría de Brad Trees, Ph.D., Profesor de Física y Astronomía de Richardson-LineBaugh de OWU. Shaibe está estudiando Josephson Junctions, un tipo de circuito electrónico compuesto por dos superconductores, y si se sincronizarán o resincronizarán en diferentes condiciones.
«Nuestro trabajo también ampliará el cuerpo de conocimiento de los sistemas dinámicos no lineales y el acoplamiento de los osciladores», dice Shaibe, «que puede aplicarse en muchas disciplinas científicas como física, química y biología».
«Esencialmente, estamos investigando el comportamiento de las matrices de los llamados calamares de RF o los dispositivos de interferencia cuántica superconductores», dice. “Estos calamar tienen un comportamiento oscilatorio (movimiento repetido), y nos estamos centrando en la sincronización y la estabilidad de estas oscilaciones cuando los calamares se colocan en matrices acopladas.
“¿Podrá el sistema superar pequeñas perturbaciones y sincronizarse nuevamente, o las perturbaciones crecerán con el tiempo? Nuestro análisis de la robustez de estas matrices utilizando varios valores de parámetros debe proporcionar una mayor comprensión del comportamiento de los calamares de RF y el conocimiento de los valores de parámetros con los que las matrices deben fabricarse dependiendo del objetivo.
“Los calamares son muy sensibles a los campos magnéticos y, por lo tanto, se utilizan en el campo del biomagnetismo, por ejemplo, donde los campos son muy pequeños. Además, los calamares de RF se están considerando actualmente como piezas potenciales para la computación cuántica «.
¿Qué fenómeno estudia actualmente la física?
Los físicos teóricos que realizan investigaciones en la Universidad de Texas en Dallas han observado un fenómeno raro llamado efecto de salón anómalo cuántico en un material muy simple. Experimentos anteriores para detectar el efecto, cuando un material exhibe ferromagnetismo y ferroelectricidad simultáneamente, solo rara vez encontró los fenómenos en materiales complejos.
«Cuando se investigó anteriormente el raro efecto de la sala anómala cuántica, los materiales estudiados eran complejos», dijo Fan Zhang, físico teórico y coautor del estudio. «Por el contrario, nuestro material es comparablemente simple, ya que solo consiste en dos capas de grafeno y ocurre naturalmente.
«Predijimos que habría cinco familias de estados en el grafeno de bicapa que compiten entre sí para ser el estado fundamental [el estado de energía más baja en un sistema cuántico]. Se han observado cuatro en el pasado. Este es el último y el más difícil de observar «.
Los investigadores encontraron ocho estados terrestres diferentes en el grafeno de bicapa que exhiben el efecto de la sala anómala cuántica en la Quinta Familia. Al aplicar pequeños campos eléctricos y magnéticos externos y controlar el signo de los portadores de carga, el equipo pudo cambiar el estado del grafeno de la bicapa.
«Predecimos, observamos, dilucidamos y controlamos un octeto de salón anómalo cuántico, donde tres fenómenos cuánticos sorprendentes: ferromagnetismo, ferroelectricidad y efecto de salón cuántico de campo cero) pueden coexistir e incluso cooperar en grafeno bicapa», dijo Zhang. «Ahora sabemos que podemos unificar el ferromagnetismo, la ferroelectricidad y el efecto de la sala anómala cuántica en este material simple».
¿Qué fenómenos pueden ser estudiados por la física?
Dependiendo de diferentes posiciones en el debate sobre el realismo científico, hay varios relatos de los fenómenos de la física. Para los realistas científicos como Bogen y Woodward, los fenómenos son asuntos de hechos en la naturaleza, es decir, los efectos explicados y predichos por las teorías físicas. Para los empiristas como Van Fraassen, los fenómenos de la física son las apariencias observadas o percibidas por la experiencia sensorial. Sin embargo, los constructivistas consideran los fenómenos de la física como estructuras artificiales generadas por métodos experimentales y matemáticos. Mi artículo investiga los antecedentes históricos de estos diferentes significados de «fenómeno» en las tradiciones de la física y la filosofía. En particular, discuto el relato de Newton sobre los fenómenos y la visión de Bohr de los fenómenos cuánticos, su relación con la discusión filosófica y con los datos y la evidencia en la física de partículas actual y la óptica cuántica.
Mill, J. St. (1843). Un sistema de lógica. Versión resumida basada en la 8ª ed. (Nueva York 1881). Reimpresión: el método científico de John Stuart Mill (E. Nagel, ed.). Nueva York: Hafner Publishing Co. (1950).
Newton, I. (1729). Principio. Los principios matemáticos de la filosofía natural de Sir Isaac Newton y su sistema del mundo. Volumen I: El movimiento de los cuerpos. Volumen II: El sistema del mundo. La traducción de Mott revisada por Cajori. Berkeley: Univiversity of California Press (1934, 1962).
Newton, I. (1730). Optices o tratados de los reflejos, refracciones, inflexiones y colores de luz. Basado en la cuarta edición: Londres (1730); Nueva York: Dover (1952, 1979).
¿Qué es la física en la actualidad?
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¿Qué tipo de fenomeno es la física?
En el uso popular, un fenómeno a menudo se refiere a un evento extraordinario. El término se usa más comúnmente para referirse a ocurrencias que al principio desafían la explicación o desconcertan al observador. Según el Diccionario del discurso visual: [2]
En el lenguaje ordinario, el «fenómeno/fenómeno» del lenguaje ordinario, consulte cualquier ocurrencia digna de mención e investigación, generalmente un evento, persona o hecho inusual inusual o inusual que sea de especial importancia o de otra manera notable.
En el uso filosófico moderno, el término fenómeno ha llegado a significar cosas a medida que se experimentan a través de los sentidos y procesados por la mente como distinta de las cosas en sí mismas (noumena). En su disertación inaugural, titulada sobre la forma y los principios del mundo sensato e inteligible, Immanuel Kant (1770) teoriza que la mente humana está restringida al mundo lógico y, por lo tanto, solo puede interpretar y comprender las ocurrencias de acuerdo con sus apariencias físicas. Escribió que los humanos solo podían inferir tanto como sus sentidos lo permitían, pero no experimentar el objeto real en sí. [3] Esto puede tener sentido en términos de un canal de comunicaciones (epistemología) que se alimenta desde un conjunto de insumos (ontología) pero no en el sentido de aplicar la imaginación sabia (A-la Albert Einstein, el éxito parcial). Por lo tanto, el término fenómeno se refiere a cualquier incidente que merezca la investigación e investigación, especialmente los procesos y eventos que son particularmente inusuales o de importancia distintiva. [2]
En ciencias naturales, un fenómeno es un evento o evento observable. A menudo, este término se usa sin considerar las causas de un evento en particular. El ejemplo de un fenómeno físico es un fenómeno observable de la órbita lunar o el fenómeno de las oscilaciones de un péndulo. [4]
¿Cuáles son los fenómenos en la fisica?
Resumen Dependiendo de diferentes posiciones en el debate sobre el realismo científico, hay varios relatos de los fenómenos de la física. Para los realistas científicos como Bogen y Woodward, los fenómenos son asuntos de hechos en la naturaleza, es decir, los efectos explicados y predichos por las teorías físicas. Para los empiristas como Van Fraassen, los fenómenos de la física son las apariencias observadas o percibidas por la experiencia sensorial. Sin embargo, los constructivistas consideran los fenómenos de la física como estructuras articiales generadas por métodos experimentales y matemáticos. Mi artículo investiga los antecedentes históricos de estos diferentes significados del fenómeno en las tradiciones de la física y la filosofía. En particular, discuto sobre los Newtons de la visión de fenómenos y bohrs de los fenómenos cuánticos, su relación con la discusión filosófica y con los datos y la evidencia en la física de partículas actual y la óptica cuántica.
Palabras clave Método analítico-sintético Bohr Newton Phenomena Física
Permítanme comenzar con un comentario conmemorativo sobre Daniela Bailer-Jones. La había invitado a dar una charla sobre modelos en la primera reunión de otoño del grupo de trabajo de filosofía de la Sociedad Física Alemana, en Heidelberg, en octubre de 2004. Ella había aceptado la invitación mucho antes. Pero resultó que tenía que ir al hospital una vez más para una operación y saldría solo unos días antes de la reunión. Entonces ella me dijo que no podría venir. Le pedí que me enviara un pedazo de su trabajo
modelos y déjame presentarlo en la reunión. El día de la reunión podría venir para la discusión, o no, dependiendo de su estado de salud real. Le gustaba mucho esta idea y me envió el capítulo sobre modelos, teorías y fenómenos1 de su libro. Finalmente, no solo apareció, pálida y dura, sino que nos dio una charla impresionante.
El capítulo sobre modelos, teorías y fenómenos siguió siendo todo su trabajo sobre fenómenos. Una…
¿Qué tipo de fenómenos existen?
¿Es importante la comparabilidad de un fenómeno con otros fenómenos para decidir sobre su existencia y significado? Además, ¿importa qué tan bien se relacione con un fenómeno más grande del que forma parte? El agotamiento del ego es parte de un fenómeno más amplio llamado falla de autorregulación (Baumeister y Heatherton, 1996). Hay muchos factores que contribuyen a las fallas en el autocontrol; Uno de ellos es el agotamiento del ego. La falta de habilidades autorreguladoras (por ejemplo, establecimiento de objetivos y monitoreo) es otro factor que se ha demostrado que resulta en fallas de autocontrol. Del mismo modo, los déficits motivacionales y atencionales conducen a fallas de autocontrol (Inzlicht y Schmeichel, 2012). ¿Cómo se acumula el agotamiento del ego con estos otros factores? Suponiendo por un momento que es menos importante a este respecto, ¿esto disminuye el valor del agotamiento del ego como un fenómeno psicológico? Por otro lado, si se trata de un mayor contribuyente a las fallas de autocontrol que la mayoría de los otros factores, ¿se convertiría el agotamiento del ego en un fenómeno psicológico más viable? En términos más generales, ¿se juzga la existencia de un fenómeno por sus propios méritos o sobre una base relativa?
¿Qué pasa con los fenómenos psicológicos versus los fenómenos no psicológicos? Marsh y Perry (2005) informaron que el «mejor rendimiento anterior» explicaba más del 80% de la varianza de rendimiento de los nadadores de clase mundial en una competencia internacional, mientras que el autoconcepto explicaba solo alrededor del 10%; Sin embargo, este 10%fue más allá de la contribución de «mejor rendimiento anterior». Aunque palidece numéricamente en comparación, el autoconcepto aún explicaba una cantidad de varianza significativa y «significativa». A pesar de la importancia estadística, el 10% tiene consecuencias del mundo real. Como la diferencia entre los ganadores y los perdedores es a menudo una cuestión de milisegundos entre los atletas de élite, ¿quién de los artistas de alto nivel no adoptaría un aumento adicional del 10% en su rendimiento resultante del autoconcepto mejorado? En otras palabras, independientemente de su pequeña contribución relativa a la varianza total explicada, el autoconcepto es un fenómeno real en el rendimiento de élite.
Un experimento reciente (Iso-Ahola et al., 2016) demostró el poder de un fenómeno psicológico en relación con una construcción no psicológica. En 2016, la Asociación de Golf de los Estados Unidos prohibió a los golfistas de «anclar» su putter a su cuerpo (por ejemplo, estómago), lo que restringiría la libre circulación de manos y brazos y, por lo tanto, potencialmente eliminaría la influencia de los «nervios» del rendimiento. Los resultados indicaron que el anclaje mejoró el rendimiento solo bajo alta presión, lo que demuestra que el Putting anclado dio una ventaja competitiva, no por una razón técnica pero psicológica, en un rendimiento calificado. Esta prueba empírica fortaleció la presión como un fenómeno psicológico teóricamente importante y amplió sus propiedades teóricas. Tales comparaciones de fenómenos psicológicos con fenómenos no psicológicos pueden ser útiles para comprender mejor la naturaleza y la fuerza de los fenómenos psicológicos.
En general, dado que la mayoría de los estudios psicológicos se realizan utilizando el método experimental en laboratorios, los fenómenos psicológicos podrían denominarse fenómenos de laboratorio. ¿Se volverían más reales si se observan en el mundo real? Baumeister, et al. (2007) expresaron la preocupación de muchos investigadores cuando se preguntaban qué las respuestas de prensa de los dedos en los teclados de la computadora tienen que ver con comportamientos reales. Sin embargo, casi toda la investigación sobre el agotamiento del ego se ha realizado en entornos de laboratorio utilizando el protocolo de doble tarea, de modo que el consumo de recursos de autocontrol en la Tarea A (por ejemplo, usar la mano izquierda) posteriormente conduce a una capacidad reducida de autocontrol en Tarea B (por ejemplo, comer chocolates). El metanálisis de Carter et al. (2015) solo se basó en experimentos que probaron el efecto de agotamiento del ego en laboratorios. Sin embargo, hay estudios de campo sobre el fenómeno. Hofmann et al. (2012), por ejemplo, emplearon el método de muestreo de experiencia para recopilar datos de los estudiantes durante un día y descubrieron que aquellos que usaron sus recursos de autocontrol con mayor frecuencia y más recientemente pudieron controlar sus deseos más tarde durante un día. Iso-Ahola (2015) sugirió que una de las mejores maneras de probar el efecto de agotamiento del ego sería medir el consumo de recursos de autocontrol en la actividad laboral de un día y luego determinar su efecto sobre la participación en actividades de ocio posteriores como el ejercicio y la televisión. , con la hipótesis sugerida de que el agotamiento del autocontrol en el trabajo hace que las personas sean menos capaces de resistir las tentaciones y, por lo tanto, es más probable que participen actividades de ocio no demandantes (por ejemplo, observación de televisión) y menos probabilidades de participar en actividades de ocio exigentes pero saludables (por ejemplo, ejercicio). Esto es consistente con la evidencia de que cuando se agotan los recursos de autocontrol, las personas tienen menos probabilidades de realizar comportamientos no hábituales, pero continúan realizando hábitos existentes (Vohs et al., 2005).
No hay duda de que se puede aprender mucho más sobre los fenómenos psicológicos si se estudiaran fuera de los entornos de laboratorio artificial. Idealmente, la primera línea de investigación probaría un efecto en los laboratorios, pero luego pasaría a «campos» naturales y situaciones de la vida real para establecer mejor la validez externa del fenómeno. Queda por ver si la mayoría, si no todos, los fenómenos psicológicos son más poderosos en el mundo real.
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