Літаючі скирміони. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Літаючі скирміони

09.11.2021

Топологічна оптика та топологічна фотоніка стали "гарячими" областями науки з 1980-х років після того, як було відкрито сингулярність у магнітних полях. А щодо нещодавня Нобелівська премія, видана за відкриття та вивчення топологічних особливостей у фізиці конденсованої речовини, ще більше спонукала інтерес наукової спільноти, адже все це відкриває перспективи для реалізації нетривіальних видів взаємодій електромагнітних хвиль з матерією. Це ж, у свою чергу, можна буде використати у низці нових технологій передачі інформації та енергії на великі відстані.

Група вчених-фізиків із Великобританії та Сінгапуру повідомила про відкриття нової "сім'ї" електромагнітних імпульсів з тороїдальною топологією. Ці імпульси є ідеальними фізичними втіленнями рішень рівнянь Максвелла, що дозволяє реалізувати управління їхньою топологічною складністю та отримати так звану супертороїдальну топологію. Електромагнітні поля таких супертороїдальних імпульсів формують структури, що практично повністю збігаються зі структурою скирміонів, що є у звичайних умовах "завихреннями" магнітних полів у середовищі деяких магнітних матеріалів. Тільки ось скирміони супертороїдальних імпульсів літають у просторі практично зі швидкістю світла.

Скірміони, складні топологічні квазічастинки, були відкриті Тоні Скірмом (Tony Skyrme) у 1962 році у спробах створити об'єднану модель нуклону. Як згадувалося вище, скирмиони є нанорозмірні магнітні вихори з упорядкованими структурами. Ці квазічастинки вже досить добре вивчені в багатьох системах конденсованої речовини, включаючи екзотику, на кшталт конденсату Бозе-Ейнштейна, хіральних магнітів, надпровідників і рідких кристалів. Але якщо скирміони зможуть літати, це відкриє безліч нових можливостей для інформаційних пристроїв наступних поколінь.

Супертороїдальний імпульс, названий вченими "літаючим пончиком", включає рекурсивні тороїдальні топологічні структури, завдяки чому конфігурація його електромагнітного поля нагадує матрьошку. І топологічною складністю такого імпульсу можна досить просто управляти, збільшувати або зменшувати кількість вкладених у нього тороїдальних імпульсів, регулювати напрямок закручування магнітного вихору тощо.

Топологічні особливості супертороїдальних імпульсів забезпечують додаткові "ступеня свободи", які можна використовувати як носії інформації для систем оптичного кодування-декодування, вимірювальних систем різного роду, систем відображення інформації з надвисокою роздільною здатністю і, звичайно, систем бездротової передачі інформації та енергії на великі відстані .

<< Назад: Електрична вантажівка Farizon Auto Homtruck 10.11.2021

>> Вперед: Очищення річок бульбашками та волоссям 09.11.2021

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Підвищено ефективність гнучкого сонячного елементу CIGS 13.10.2022

Дослідники з Федеральної лабораторії матеріалознавства та технології Швейцарії (EMPA) досягли світового рекорду ефективності 22,2% для гнучкого сонячного елементу з міді, індії, галію та селену (CIGS) на поліімідній пластиковій плівці.

Німецький інститут систем сонячної енергії Фраунгофера (Fraunhofer ISE) підтвердив результати. Станом на вересень 2021 року ефективність осередку склала 21,4%.

Пристрій був виготовлений методом низькотемпературного сумісного випаровування для вирощування світлопоглинаючої напівпровідникової тонкої плівки CIGS.

"Поточне підвищення ефективності пов'язане з легуванням світлопоглинаючого напівпровідникового шару для покращення його електронних властивостей", - заявила дослідницька група.

Сонячна батарея розроблялася дослідницькою групою за останні 23 роки. Їхній "рекордний шлях" розпочався в 1999 р. з ККД 12,8%, яка потім збільшилася до 14,1% (2005 р.), 17,6% (2010 р.), 18,7% (2011 р.) та 20,4% (2013 р.) та, нарешті, досягла 20,8% (2019 р.), 21,4% минулого року.

"Гнучкі та легкі сонячні модулі, отримані в результаті цієї технології, особливо підходять для застосування на дахах та фасадах будівель, теплицях, транспортних засобах, дирижаблях та портативних електронних пристроях", - сказав голова лабораторії тонких плівок та фотогальваніки Айодхья Тіварі.

До речі, японська компанія Solar Frontier досягла на сьогоднішній день найвищого ККД серед сонячних елементів CIGS – 23,35%. Німецький виробник тонкоплівкових модулів Avancis досяг найвищого ККД сонячної панелі – 19,64%.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт