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Divulgué : une substance qui pourrait être essentielle pour réduire la consommation d’énergie des ordinateurs et des appareils électroniques

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Divulgué : une substance qui pourrait être essentielle pour réduire la consommation d’énergie des ordinateurs et des appareils électroniques

Une équipe de l’Université du Minnesota Twin Cities a, pour la première fois, fabriqué une fine couche d’un matériau semi-métallique topologique unique qui a le potentiel de générer plus de puissance de calcul et de stocker de la mémoire tout en utilisant beaucoup moins d’énergie. Les chercheurs ont également pu étudier le matériau de plus près, ce qui a conduit à des découvertes importantes sur la physique derrière ses propriétés uniques.

L’étude a été publiée dans Communications naturellesIl s’agit d’une revue scientifique à comité de lecture couvrant les sciences naturelles et l’ingénierie.

Fabrication de semi-conducteurs

Comme le démontre la récente loi américaine sur les puces et la science, il existe un besoin croissant d’augmenter la fabrication de semi-conducteurs et de soutenir la recherche visant à développer les matériaux qui alimentent les appareils électroniques partout dans le monde.

Alors que les semi-conducteurs traditionnels constituent aujourd’hui la technologie derrière la plupart des puces informatiques, les scientifiques et les ingénieurs sont toujours à la recherche de nouveaux matériaux capables de générer plus de puissance en utilisant moins d’énergie pour rendre l’électronique meilleure, plus petite et plus efficace.

L’un de ces candidats pour les nouvelles puces informatiques améliorées est une classe de matériaux quantiques appelés semi-métaux topologiques. Les électrons de ces matériaux se comportent de différentes manières, ce qui leur confère des propriétés uniques que les isolants et les métaux typiques utilisés dans les appareils électroniques n’ont pas.

Pour cette raison, son utilisation est étudiée dans les dispositifs électroniques à spin, qui constituent une alternative aux dispositifs semi-conducteurs conventionnels qui utilisent le spin des électrons plutôt que la charge électrique pour le stockage de données et le traitement de l’information.

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Dans cette étude, une équipe multidisciplinaire de chercheurs de l’Université du Minnesota a réussi à fabriquer un matériau en couche mince et a démontré qu’il présente un potentiel de haute performance avec une faible consommation d’énergie.

Stratégie de dopage magnétique

« Cette recherche montre pour la première fois qu’il est possible de passer d’un isolant topologique faible à un semi-métallique topologique en utilisant une stratégie de dopage magnétique », a déclaré Jianping Wang, auteur principal de l’article et professeur émérite McKnight et Robert F. Hartmann. Chaire du Département de génie électrique et informatique de l’Université du Minnesota.

« Nous recherchons des moyens de prolonger la durée de vie de nos appareils électriques tout en réduisant la consommation d’énergie, et nous essayons de le faire de manière non conventionnelle et non conventionnelle. »

Les chercheurs travaillent sur les matériaux topologiques depuis des années, mais l’équipe de l’Université du Minnesota est la première à utiliser un processus de pulvérisation breveté et compatible avec l’industrie pour créer ce semi-métallique sous forme de film mince. Parce que leur processus est compatible avec l’industrie, a déclaré Wang, la technologie peut être plus facilement adoptée et utilisée pour fabriquer des appareils du monde réel.

« Chaque jour dans notre vie, nous utilisons des appareils électroniques, de nos téléphones portables aux lave-vaisselle en passant par les fours à micro-ondes. Ils utilisent tous des puces. Tout consomme de l’énergie », explique Andrei Mokhoyan, auteur principal de l’article et président de Ray D et Mary T. Johnson. Professeur au Département de génie chimique et de science des matériaux de l’Université du Minnesota.

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« La question est de savoir comment minimiser la consommation d’énergie ? Cette recherche est un pas dans cette direction. Nous proposons une nouvelle classe de matériaux offrant des performances similaires, voire meilleures, mais utilisant beaucoup moins d’énergie. »

Parce que les chercheurs ont fabriqué un matériau de très haute qualité, ils ont également pu analyser en détail ses propriétés et ce qui le rend unique.

« L’une des principales contributions de ce travail d’un point de vue physique est que nous avons pu étudier certaines des propriétés fondamentales de ce matériau », déclare Tony Lu, l’un des auteurs principaux de l’article et professeur agrégé Paul Palmberg à l’Université de New York. université. Département de génie électrique et informatique du Minnesota.

résistance négative

« Normalement, lorsqu’un champ magnétique est appliqué, la résistance longitudinale d’un matériau augmente, mais dans ce matériau topologique spécifique, nous nous attendions à ce qu’elle diminue. Nous avons pu étayer notre théorie avec des données de transport mesurées et confirmer qu’il existe en fait une résistance négative.

Lu, Mokhian et Wang travaillent ensemble depuis plus d’une décennie sur les matériaux topologiques destinés à la prochaine génération d’appareils et de systèmes électroniques. Cette recherche n’aurait pas été possible sans la combinaison de leur expertise en théorie, en calcul, en croissance et en caractérisation des matériaux. . Fabrication d’appareils.

« Il faut non seulement une vision inspirante, mais aussi une grande patience dans les quatre disciplines et un groupe dévoué de membres de l’équipe pour travailler sur un sujet aussi important mais aussi stimulant, qui a le potentiel de permettre le transfert de technologie du laboratoire à l’industrie », déclare Wang. . .

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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse

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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse
Les soi-disant super-Terres – connues sous le nom de 55 Cancri e – font partie des rares planètes rocheuses en dehors de notre système solaire dotées d’une atmosphère importante.
En savoir plus
Une atmosphère épaisse a été découverte autour d’une planète deux fois plus grande que la Terre dans un système solaire voisin, ont rapporté mercredi des scientifiques. Les soi-disant super-Terres – connues sous le nom de 55 Cancri e – font partie des rares planètes rocheuses en dehors de notre système solaire dotées d’une atmosphère importante, recouverte d’une couverture de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone. Les montants exacts ne sont pas clairs. L’atmosphère terrestre est un mélange d’azote, d’oxygène, d’argon et d’autres gaz.

« C’est peut-être la preuve la plus solide à ce jour que cette planète possède une atmosphère », a déclaré Ian Crosfield, un astronome qui n’a pas participé à la recherche publiée dans la revue Nature. Le terme Super Terre fait référence à la taille de la planète, plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune. Les températures d’ébullition de la planète – qui peuvent atteindre 2 300 degrés Celsius – signifient qu’il est peu probable qu’elle abrite la vie.

Au lieu de cela, les scientifiques affirment que cette découverte est un signe prometteur selon lequel il pourrait exister d’autres planètes rocheuses dotées d’une atmosphère épaisse qui pourraient être plus habitables. L’exoplanète, située à 41 années-lumière, est huit fois plus lourde que la Terre et orbite si étroitement autour de son étoile Copernic qu’elle a des côtés jour et nuit permanents. Une année-lumière équivaut à environ 9,7 billions de kilomètres. Sa surface est recouverte d’océans magmatiques.

Pour en savoir plus sur la composition de l’atmosphère de la planète, les chercheurs ont étudié les observations du télescope spatial Webb avant et après le passage de la planète derrière son étoile. Ils ont séparé la lumière émise par la planète de son étoile et ont utilisé les données pour calculer la température de la planète. Il est prouvé que la chaleur de la planète était répartie uniformément sur sa surface, une astuce bien connue pour créer une ambiance festive. Les gaz libérés par les océans magmatiques peuvent jouer un rôle clé dans le maintien de la stabilité de leur atmosphère. L’exploration de cette super-Terre pourrait également fournir des indices sur l’évolution de la Terre et de Mars. « C’est une fenêtre rare », a déclaré Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui a participé à la recherche.

Fin de l’article

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L’équipe de propulsion de White Sands teste un composant du moteur Orion imprimé en 3D

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L’équipe de propulsion de White Sands teste un composant du moteur Orion imprimé en 3D

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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA

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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA

Lorsque le vaisseau spatial Orion transportera les premiers équipages Artemis vers la Lune et retour, il s’appuiera sur le module de service européen fourni par l’ESA (Agence spatiale européenne) pour effectuer le voyage. Le module de service assure la production d’énergie électrique, la propulsion, le contrôle de la température et le stockage des consommables pour Orion, jusqu’au moment où il se sépare du module d’équipage avant de rentrer dans l’atmosphère terrestre.

Pour les six premières missions Artemis – Artemis 1 à Artemis 6 – la NASA et l’ESA utiliseront un moteur Orbiter Maneuvering System (OMS) remis à neuf du programme de la navette spatiale comme moteur principal du module de service européen. Après Artemis VI, la NASA aura besoin d’un nouveau moteur pour prendre en charge Orion.

Ce besoin sera satisfait par le moteur principal Orion (OME) en cours de développement avec Aerojet Rocketdyne (maintenant connu sous le nom de L3 Harris), mais avant que le moteur principal Orion puisse voler, tous ses composants doivent être minutieusement testés.

Entrez dans le bureau d’essais de propulsion du centre d’essais de White Sands de la NASA. De novembre 2023 à janvier 2024, cette équipe a mené des tests rigoureux sur un composant essentiel de l’OME : l’injecteur qui fournit le propulseur pour démarrer le moteur et fournit la poussée nécessaire pour ramener Orion de la Lune.

Les tests ont été menés sur le banc d’essai 301A dans la zone de propulsion 300 à White Sands. L’injecteur a été monté sur un moteur d’essai et a tiré plusieurs fois pendant trois secondes chacune, pour un total de 21 tests. À chaque test, l’équipe de White Sands a cherché à démontrer la capacité de l’injecteur OME à maintenir une combustion constante et contrôlée et à revenir à des opérations normales si le processus de combustion est artificiellement perturbé.

Plusieurs membres de l’équipe de White Sands ont participé à cet effort. James Hess, chef de projet et directeur des opérations, a veillé à ce que les tests soient réalisés en toute sécurité et avec succès en supervisant les opérations et en s’assurant que les exigences des tests étaient respectées. James Mahoney a géré le calendrier et le budget des tests en tant que chef de projet, tandis que Jordan Addai a dirigé les opérations et les tests proprement dits.

D’autres rôles clés incluent l’ingénieur électricien principal Sal Muniz et l’ingénieur en instrumentation Jesus Lujan Martino. Sean D’Souza d’Aerojet Rocketdyne a servi de responsable des articles de test, garantissant que l’injecteur fonctionnait comme prévu et répondait aux exigences du scénario de test. Un soutien supplémentaire a été fourni par les membres de l’équipe du programme OME du Johnson Space Center et du Glenn Research Center de la NASA.

Les résultats ont confirmé que l’injecteur OME pouvait maintenir une combustion stable et l’équipe a déterminé que les tests étaient réussis. Un aspect unique de l’injecteur OME est qu’il est fabriqué selon un processus de fabrication additive appelé fabrication laser sélective – essentiellement une impression 3D utilisant des poudres métalliques au lieu de plastique. Démontrer l’efficacité des composants imprimés en 3D peut aider la NASA et ses partenaires à réduire les coûts et à accroître l’efficacité des processus de développement.

La conception de l’injecteur sera désormais intégrée dans l’OME complet qui sera testé en tant qu’ensemble moteur complet à White Sands une fois prêt.

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Dernière chance de briller pour les astrophotographes en herbe de Dublin

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Dernière chance de briller pour les astrophotographes en herbe de Dublin

Les passionnés de photographie et d’astronomie de Dublin ont une dernière chance de soumettre leurs candidatures pour l’astrophotographie « Reaching for the Stars », avant la date limite du vendredi 10 mai.

Le concours, organisé par le Dublin Institute for Advanced Study (DIAS), recherche les meilleures images astronomiques prises en Irlande entre le 28 avril 2023 et le 10 mai 2024.

Commentant l’approche de la date limite, le Dr Eucharia Meehan, PDG et registraire de DIAS, a déclaré : « La date limite de 2024 approche à grands pas et nous sommes ravis de voir les candidatures arriver.

« L’ajout d’une nouvelle catégorie cette année, appelant à des candidatures prises sur smartphone, est une excellente opportunité et j’encourage toute personne à Dublin qui s’intéresse à l’astronomie et au ciel nocturne à sortir et à s’impliquer.

« Vous n’avez pas besoin d’être un photographe professionnel pour apprécier notre ciel nocturne, ni de posséder un télescope. Nous vous demandons simplement de suivre attentivement les directives du concours pour vous assurer que vos photos répondent aux critères.

« J’encouragerais vraiment les habitants de Dublin à sortir avec leur appareil photo ou leur téléphone au cours de la semaine prochaine, avant la date de clôture. »

Détails du concours

Les candidatures au concours « Reach for the Stars » seront jugées par le professeur Peter Gallagher, chef du département d’astrophysique du DIAS, aux côtés de Brenda Fitzsimmons, rédactrice photo au Irish Times ; John Flannery, vice-président de la Société irlandaise d’astronomie ; et Niamh Breathnach, directrice des relations publiques d’Alice.

Les participants peuvent soumettre jusqu’à deux photos par catégorie au concours. La date limite de candidature est le vendredi 10 mai 2024 à 17 heures. Les candidatures peuvent être soumises dans cinq catégories différentes.

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  1. Le ciel nocturne à portée de main : des photos d’un spectacle astronomique prises avec un simple smartphone et sans télescope.
  1. Hors de ce monde – Planètes : Images de planètes, du soleil et de la lune.
  1. Hors de ce monde – Ciel profond : images d’objets célestes situés au-delà de notre système solaire, tels que des nébuleuses, des amas d’étoiles et des galaxies.
  1. Retour à la Terre – Paysages : images qui représentent une caractéristique d’importance astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que la nature, la terre ou l’eau.
  1. Retour sur Terre – Points de repère : images qui représentent une caractéristique d’intérêt astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que des paysages urbains, des bâtiments, des maisons, des structures historiques ou des monuments.

Forfait prix

Les photographes gagnants dans les différentes catégories recevront divers prix, notamment : des billets pour les trois sites des observatoires astronomiques irlandais – l’observatoire Dunsink (la salle d’évasion Race to Space), l’observatoire d’Armagh et le château de Pere Demesne ; Bons pour du matériel photographique/télescopique ; et abonnements numériques à The Irish Times.

DIAS a l’intention que les images gagnantes et très acclamées soient également incluses dans une exposition au DIAS en 2024.

De plus, toutes les images présélectionnées seront incluses dans une galerie en ligne – à des fins de vote du public – sur le site Web du concours reachforthestars.ie.

Le concours « Reach for the Stars » du DIAS est organisé en partenariat avec The Irish Times et parrainé par Alice Public Affairs et les Irish Astronomical Observatories.

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La Société irlandaise d’astronomie soutient cette initiative.

Plus d’informations, y compris les directives du concours et le formulaire d’inscription, sont disponibles sur www.reachforthestars.ie

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