Промінь притягує предмети. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

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

Промінь притягує предмети

24.01.2013

Група фізиків під керівництвом Павла Земанека (Pavel Zemanek) з Інституту наукових інструментів при Академії наук Чехії у Брно розробила експериментальний прототип такого приладу, здатного притягувати та переміщати мікрочастинки досить великих розмірів. Як відзначають дослідники, на сьогоднішній день існує кілька теоретичних підходів до створення променя, що притягує. Частина з них ґрунтується на вже існуючих напрацюваннях у галузі оптичної маніпуляції матерією, таких як "світлові щипці" або оптичні пастки. Інші використовують лазерний промінь, "закручений" особливим чином, або комбінацію з декількох потоків світла.

Земанек та його колеги використали останній підхід. За їхніми словами, він дозволяє захоплювати досить великі частинки, розміри яких можуть досягати 300-400 нм. Це вигідно відрізняє його від інших видів "променів, що притягають", здатних переміщати лише окремі атоми або наночастки розміром в одиниці нанометрів.

Винахід Земанека та його колег складається з двох лазерів, спеціального дзеркала та комп'ютера, що керує поляризацією та іншими характеристиками випромінювачів. В даному випадку дзеркало не є обов'язковим компонентом, проте воно допомагає променю, що притягує, піднімати захоплені об'єкти, тим самим збільшуючи їх максимально можливу масу. Під час роботи приладу промені лазера зі спеціально підібраною частотою та поляризацією захоплюють частину, що досліджується. У цей момент їхня поляризація та деякі інші характеристики лазерного променя залишаються однаковими, внаслідок чого положення частинки фіксується. Для переміщення частки у довільному напрямку вчені змінюють поляризацію променя та положення одного з лазерів.

Група Земанека перевірила роботу свого винаходу, спробувавши "зловити" і зрушити одну з кількох кульок з полістиролу діаметром від 100 до 410 нм, що плавають у воді. За словами фізиків, їхній винахід добре проявив себе - в середньому вченим вдавалося зрушити кульку на 25-30 мкм від його початкової позиції. Цей результат є рекордом для таких пристроїв. Як стверджують вчені, дальність транспортування можна легко збільшити, підвищивши потужність лазерного променя. Автори статті продовжили експеримент, відсортувавши кульки за розміром.

Земанек і його колеги припускають, що даний пристрій у його нинішньому вигляді можна вже використовувати як один з компонентів мікроскопів, що дозволяє вченим ловити окремі частинки матерії або живі клітини і переміщувати їх у потрібному напрямку. Крім того, подальший розвиток цієї технології може стати основою для "космічних" променів, що притягають, за допомогою яких космонавти будуть захоплювати несправні супутники або фрагменти астероїдів.

<< Назад: Бавовна поглинає воду з повітря 25.01.2013

>> Вперед: Пральний порошок плюс полімери 24.01.2013

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

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, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Як зловити веселку 26.02.2013

Інженери Університету в Баффало розробили найефективніший спосіб упіймати веселку. Це велике досягнення у фотоніці, яке, у свою чергу, може призвести до подальших технологічних проривів – у сонячній енергетиці, у стелс-технологіях та інших галузях досліджень. Доктор Куа-куанг Ган, доцент кафедри електротехніки в UB, та його команда, що складається з аспірантів, описали свою роботу у статті, опублікованій у лютому в інтернет-журналі Наукові доповіді.

Вони розробили "хвильоводи з гіперболічних метаматеріалів", який по суті є найсучаснішим мікрочіпом, виготовленим з альтернативних ультра-тонких плівок металів та напівпровідників. У чому суть пастки для веселки? Щоб її зловити, потрібно направити світло в хвилевід, який звужується настільки, що зупиняє і врешті-решт поглинає світло, яке не змогло пройти в отвір менше довжини хвилі.

"Електромагнітні поглиначі активно вивчалися протягом багатьох років, особливо з точки зору застосування у військових радарних системах, - сказав Ган. - Зараз дослідники розробляють компактні поглиначі світла на основі оптичних товстих напівпровідників та вуглецевих нанотрубок. Проте, як і раніше, складно реалізувати ідеальний поглинач в ультра-тонких плівках з смугою поглинання, що перебудовується. Однак нам вдалося розробити такі плівки".

У своїх початкових спробах уповільнити світло дослідники покладалися на кріогенні гази. Але так вони дуже холодні - приблизно 240 градусів нижче за нуль за Фаренгейтом - з ними важко працювати поза лабораторією. Хвильоводи з гіперболічних метаматеріалів вирішують цю проблему, тому що ефективно можуть збирати падаюче світло на великі поверхні. Вони називаються штучними середовищами із субхвильовими особливостями, гіперболоїдна поверхня яких дозволяє захоплювати світло в широкому діапазоні довжин хвиль - видимому, ближньому інфрачервоному, середньому інфрачервоному, терагерцовому та мікрохвильовому. Вони мають дуже велику сферу застосування.

Наприклад, в електроніці є явище, відоме як перехресні перешкоди, при яких сигнал, що передається в одному ланцюгу або каналі, створює небажаний ефект іншого ланцюга. Чип-поглинач, що описується, потенційно може запобігати цьому. Вбудований поглинач може використовуватись і в панелях сонячних батарей, і інших енергетичних пристроях. Особливо вони корисні для рециркуляції тепла після заходу сонця.

А для військових особливо важливо використовувати ці чіпи для технології Stealth, у матеріалах, які роблять літаки, кораблі та іншу техніку невидимими для радарів та гідролокаторів. Оскільки чіпи дозволяють поглинати випромінювання різних довжин хвиль, то можуть бути використані як матеріал покриття для підвищення скритності.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

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