Gli anelli vorticosi e l’elettromagnetismo sono due fenomeni affascinanti che sono stati combinati da un team di fisici per creare il cannone vorticoso elettromagnetico.
Nei fluidi, come ad esempio i gas, gli anelli vorticosi si formano grazie alle forze di attrito quando un getto si muove a velocità superiore rispetto al fluido circostante. Questi cannoni vorticosi possono generare differenze di pressione istantanee che portano alla formazione di anelli vorticosi, un fenomeno che si verifica anche in natura.
Un gradiente di velocità si crea, facendo ruotare gli strati interni attorno a quelli esterni, formando così un vortice a forma di anello. Questo processo avviene rapidamente, con l’anello che viene emesso nello spazio aereo in pochi decimi di secondo.
A causa dell’impulso, della galleggiabilità termica e dell’inerzia del fluido rotante, l’anello vorticoso si solleva verso l’alto nell’atmosfera, rallentando e raffreddandosi durante l’ascesa a causa dei processi di diffusione e trasferimento di calore con l’aria circostante.
Questi anelli vorticosi sono affascinanti da osservare, ma è consigliabile mantenerne le distanze, specialmente se si è vulnerabili come una medusa.
Nel 1996, i fisici R. W. Hellwarth e P. Nouchi hanno proposto una soluzione alle equazioni di Maxwell che prevedeva la creazione e la propagazione di impulsi a forma di ciambella nel vuoto. Questi impulsi toroidali a microonde possono essere lanciati da un emettitore di antenna a corno a larga apertura a banda larga transitoria, come controparte elettromagnetica del ‘cannone vorticoso aereo’.
Questi impulsi toroidali presentano dinamiche di propagazione resilienti, evolvendo verso una maggiore non separabilità spazio-temporale e una maggiore prossimità alle ciambelle toroidali canoniche di Hellwarth Nouchi.
Il processo, sebbene coinvolga l’elettromagnetismo, è simile alla creazione di anelli vorticosi, utilizzando antenne a corno coassiali conici polarizzate radialmente ultra-larghe per generare impulsi elettromagnetici con caratteristiche topologiche complesse.
Le caratteristiche spettrali e di polarizzazione degli anelli vorticosi potrebbero consentire di trasportare più informazioni rispetto alle onde tradizionali, rendendoli ideali per le reti di comunicazione del futuro e per il rilevamento remoto e la individuazione di obiettivi.
Questi impulsi vorticosi offrono nuove possibilità di trasmissione e codifica dei dati, mantenendo la loro integrità strutturale anche in presenza di disturbi ambientali, rendendoli strumenti preziosi per applicazioni in difesa e esplorazione spaziale.
Il tanto atteso cannone vorticoso elettromagnetico è finalmente una realtà, aprendo la strada a ulteriori sviluppi e applicazioni innovative. Lo studio è stato pubblicato in Applied Physics Reviews.
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