Scoperta una nuova modalità di memoria nei materiali
Gli scienziati hanno scoperto un nuovo modo in cui i materiali possono formare “memorie” degli eventi passati, aprendo potenzialmente nuove ed entusiasmanti possibilità nel campo dell’informatica e dell’ingegneria meccanica. Sebbene l’idea di memoria nei materiali non sia nuova – un foglio di carta stropicciato mostra la memoria del suo stato precedente, ad esempio – i ricercatori dell’Università di Chicago e della Pennsylvania State University hanno ampliato il concetto di return-point memory, che si basa su forze bidirezionali.
La return-point memory è simile a un lucchetto a combinazione che gira in una direzione e poi nell’altra, ma i ricercatori hanno scoperto che la forza in una sola direzione può essere utilizzata per memorizzare informazioni in circostanze specifiche. Hanno esaminato le memorie dei materiali con forze asimmetriche. “I teoremi matematici per la return-point memory dicono che non possiamo memorizzare una sequenza se abbiamo solo questa guida asimmetrica in una direzione”, spiega il fisico Nathan Keim della Pennsylvania State University. “Se il quadrante del lucchetto non può superare lo zero quando gira in senso antiorario, memorizza solo un numero nella combinazione. Ma abbiamo trovato un caso speciale in cui questo tipo di guida asimmetrica può, in effetti, codificare una sequenza.”
Utilizzando modelli al computer per simulare diverse direzioni e intensità delle forze, i ricercatori hanno sviluppato elementi astratti chiamati isteroni. Questi isteroni possono sperimentare “interazioni frustrate” che infrangono le regole della return-point memory. “Gli isteroni sono elementi di un sistema che potrebbero non rispondere immediatamente alle condizioni esterne e possono rimanere in uno stato passato”, afferma il fisico Travis Jalowiec della Pennsylvania State University. “Come le parti di un lucchetto a combinazione che riflettono le posizioni precedenti del quadrante, e non dove si trova ora.”
Un modo per immaginarlo è tirare una cannuccia flessibile: mentre il movimento è in una direzione, l’apertura di una piega nel collo della cannuccia ma non delle altre allevia la tensione nell’intero sistema. Valutare tutte le pieghe offre indizi sulle forze passate che sono state applicate. Non è un’analogia perfetta, ma dà un’idea generale. I ricercatori hanno scoperto che gli isteroni frustrati possono agire come banche di memoria per la deformazione più recente e la deformazione più grande fino ad oggi.
“Se puoi creare un sistema che memorizza una sequenza di memorie, puoi usarlo come un lucchetto a combinazione per verificare una storia specifica, o potresti recuperare informazioni diagnostiche o forensi sul passato”, afferma Keim. Sebbene gli isteroni frustrati siano probabilmente rari nei materiali reali, i ricercatori affermano che potrebbero essere integrati in materiali artificiali – un nuovo tipo di memoria dei materiali con cui lavorare. Alla fine, potremmo avere sistemi meccanici che ricordano stati passati senza richiedere elettricità.
Fonte: Science Alert
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