Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'światło' .
Znaleziono 77 wyników
-
Modulowane kwantowe metapowierzchnie mogą posłużyć do kontrolowania wszystkich właściwości fotonicznego kubitu, uważają naukowcy z Los Alamos National Laboratory (LANL). To przełomowe spostrzeżenie może wpłynąć na rozwój kwantowej komunikacji, informatyki, systemów obrazowania czy pozyskiwania energii. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Physical Review Letters. Badania nad klasycznymi metapowierzchniami prowadzone są od dawna. My jednak wpadliśmy na pomysł modulowania w czasie i przestrzeni właściwości optycznych kwantowych metapowierzchni. To zaś pozwala na swobodne dowolne manipulowanie pojedynczym fotonem, najmniejszą cząstką światła, mówi Diego Dalvit z grupy Condensed Matter and Complex System w Wydziale Teorii LANL. Metapowierzchnie to ultracienkie powierzchnie, pozwalające na manipulowanie światłem w sposób, jaki zwykle nie występuje powierzchnie. Zespół z Los Alamos stworzył metapowierzchnię wyglądającą jak zbiór poobracanych w różne strony krzyży. Krzyżami można manipulować za pomocą laserów lub impulsów elektrycznych. Pojedynczy foton, przepuszczany przez taką metapowierzchnię, wchodzi w stan superpozycji wielu kolorów, stanów, dróg poruszania się, tworząc kwantowy stan splątany. W tym przypadku oznacza to, że foton jest w stanie jednocześnie przybrać wszystkie właściwości. Modulując taką metapowierzchnię za pomocą lasera lub impulsu elektrycznego, możemy kontrolować częstotliwość pojedynczego fotonu, zmienać kąt jego odbicia, kierunek jego pola elektrycznego czy jego spin, dodaje Abul Azad z Center for Integrated Nanotechnologies. Poprzez manipulowanie tymi właściwościami zyskujemy możliwość zapisywania informacji w fotonach. Naukowcy pracują też nad wykorzystaniem modulowanej kwantowej metapowierzchni do pozyskania fotonów z próżni. Kwantowa próżnia nie jest pusta. Pełno w niej wirtualnych fotonów. Za pomocą modulowanej kwantowej metapowierzchni można w sposób efektywny pozyskiwać te fotony i zamieniać je w realne pary fotonów, wyjaśnia Wilton Kort-Kamp. Pozyskanie fotonów z próżni i wystrzelenie ich w jednym kierunku, pozwoli uzyskać ciąg w kierunku przeciwnym. Niewykluczone zatem, że w przyszłości uda się wykorzystać ustrukturyzowane światło do generowania mechanicznego ciągu, a wszystko to dzięki metapowierzchniom i niewielkiej ilości energii. « powrót do artykułu -
Fototerapia była znana już w starożytnym Egipcie. W pracach Hipokratesa można doszukać się wzmianek na temat leczniczych właściwości światła słonecznego. Dziś leczenie światłem można skutecznie praktykować w gabinetach odnowy biologicznej, salonach masażu czy w zaciszu własnego domu. Jakie są właściwości lampy Bioptron? Światło źródłem zdrowia Praktyki z udziałem światła słonecznego stosowane w starożytnym Egipcie nie mają co prawda potwierdzenia w formie medycznych dowodów naukowych. Jednak wówczas korzystne działanie promieni słonecznych uznawano za niepodważalny fakt. Dzięki osiągnięciom współczesnej medycyny wiadomo już, że organizm jest w stanie zamienić światło w energię elektrochemiczną. Pozyskana energia aktywuje pasmo reakcji biochemicznych w komórkach, a skutkiem tych zmian jest efekt terapeutyczny. Lata badań i spektakularne rezultaty Warto nadmienić, że badania nad pozytywnym wpływem promieni słonecznych na organizm od dziesięcioleci prowadzone są na całym świecie. Naukowcy zafascynowani możliwościami światła spolaryzowanego od lat pochylają się nad kluczowymi dla ludzkiego zdrowia projektami. Potrzebowano ponad 20 lat szczegółowych badań i doświadczeń, by stworzyć lampę Bioptron. Polichromatyczne światło spolaryzowane stało się głównym obiektem naukowców, którzy po latach badań opracowali rewolucyjny przyrząd, zdolny do leczenia licznych schorzeń. Światło pochodzące z lampy poprawia mikrokrążenie w tkankach, aktywując je do procesów odpornościowych. Urządzenie okazało się przełomowe, co potwierdzają specjaliści licznych gabinetów, w których jest stosowane. Zastosowanie lampy Bioptron Za główne przeznaczenie lampy uważa się leczenie zmian skórnych i wspomaganie procesu gojenia się ran. Urządzenie bardzo dobrze sprawdzi się także w leczeniu chorób reumatologicznych oraz przy dolegliwościach bólowych kręgosłupa. Lata badań wykazały ponadto, że stosowanie fototerapii przynosi doskonałe rezultaty przeciwdziałając starzeniu się skóry. Lampa szybko znalazła zatem zastosowanie w gabinetach kosmetycznych i klinikach medycyny estetycznej. Podkreślając dobroczynne działanie lampy na zmiany skórne, warto skupić się wokół takich schorzeń, jak opryszczka, łuszczyca, atopowe zapalenie skóry czy trądzik młodzieńczy. Regularne stosowanie lampy Bioptron skutecznie regeneruje tkanki podskórne, pomagając wyleczyć odleżyny oraz owrzodzenia. Za imponującymi efektami opowiadają się także lekarze specjaliści. Lampa doskonale wspomaga leczenie tkanek miękkich i stanów zapalnych, więc chętnie korzystają z niej ortopedzi oraz reumatolodzy. Polecana jest także przez grono laryngologów jako urządzenie wpierające leczenie zatok czołowych oraz zapalenia zatok obocznych nosa. Światło lampy Bioptron zostało opracowane przez szereg specjalistów. Jej działanie jest na tyle bezpieczne, że urządzenie można stosować samodzielnie w domu, jak również z powodzeniem wykorzystywać przy leczeniu problemów skórnych u najmłodszych. Partnerem materiału jest MisjaZdrowia.pl – Twoja lampa Zepter Bioptron. « powrót do artykułu
-
Przez 20 lat naukowcy badali, jak światło obraca się wokół osi podłużnej równoległej do kierunku jego ruchu. Powstaje jednak pytanie, czy może się ono poruszać w inny sposób. Teraz, dzięki urlopowi naukowemu dwóch akademików dowiedzieliśmy się, że światło może obracać się wzdłuż osi poprzecznej, prostopadłej do kierunku jego ruchu. Może więc przypominać przemieszczającą się trąbę powietrzną. Andy Chong i Qiwen Zhan z University of Dayton postanowili z czystej ciekawości zbadać kwestię ruchu światła. Wzięliśmy urlop naukowy, by w całości skupić się na tych badaniach. Dzięki temu dokonaliśmy naszego odkrycia, mówi Chong. Uczeni przyznają, że nie wiedzieli, czego szukają i co mogą znaleźć. To była czysta ciekawość. Czy możemy zrobić to, albo zmusić światło do zachowywania się tak, dodaje profesor Zhan, który specjalizuje się w elektrooptyce oraz fotonice i jest dyrektorem UD-Fraunhofer Joint Research Center. Gdy już stwierdziliśmy, że potrafimy to zrobić [wymusić obrót światła wzdłuż osi poprzecznej – red.], powstało pytanie co dalej, dodają uczeni. Na razie nikt nie wie co dalej, a odpowiedź na to pytanie z pewnością będzie przedmiotem dalszych badań zarówno uczonych z Dayton, jak i innych grup naukowych. Trudno w tej chwili stwierdzić, w jaki sposób można nowe zjawisko wykorzystać. Być może posłuży ono np. do opracowania technologii szybszego i bezpieczniejszego przesyłania danych. Obecnie tego nie wiemy. Ale jedynym ograniczeniem jest wyobraźnia badaczy, dodaje Zhan. Chong i Zhan już wiedzą, co będą badali w następnej kolejności. Najbardziej interesuje ich interakcja światła z różnymi materiałami. Chcemy lepiej zrozumieć, jak ten nowy stan światła w chodzi w interakcje z materiałami w czasie i przestrzeni, stwierdza Chong. Ze szczegółami odkrycia można zapoznać się na łamach Nature Photonics. « powrót do artykułu
-
Wyobraźmy sobie całkowicie elastycznego robota, który nie zawiera żadnych obwodów i jest napędzany światłem słonecznym, mówi Amos Meeks z Uniwersytetu Harvarda (SEAS) i główny autor najnowszych badań. Badań, których autorzy opracowali nowatorską całkowicie optyczną platformę obliczeniową. Taką, w której do obliczeń wykorzystuje się tylko i wyłącznie światło. W większości współczesnych systemów obliczeniowych wykorzystuje się twarde materiały, takie jak metalowe kable, półprzewodniki i fotodiody łączące elektronikę i światło, stwierdza Meeks. U podstaw wyłącznie optycznej platformy obliczeniowej leży chęć pozbycia się tych elementów i kontrolowanie światła za pomocą światła, dodaje. Tego typu platformy wykorzystują materiały nieliniowe, które zmieniają indeks refrakcyjny w reakcji na intensywność światła. Gdy światło przechodzi przez taki materiał, zwiększa się jego indeks refrakcyjny i w materiale pojawia się, generowany światłem, światłowód. Problem jednak w tym, że obecnie większość materiałów nieliniowych wymaga albo użycia potężnych laserów, albo też w wyniku oddziaływania światła na stałe zmieniają się ich właściwości. Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) we współpracy z uczonymi z McMaster University oraz University of Pittsburgh opracowali nowatorski materiał, który w reakcji na światło lasera o niskiej mocy zmiania swój indeks refrakcyjny zmniejszając i zwiększając swoje rozmiary, a zmiany te są odwracalne. Nowy materiał to hydrożel zbudowany z sieci polimerowej nasączonej wodą oraz z niewielkiej liczby spiropyranów, molekuł reagujących na światło. Gdy hydrożel zostaje oświetlony, nieco się kurczy i zmienia się jego indeks refrakcyjny. Po wyłączeniu światła żel powraca do oryginalnego kształtu. Gdy zaś hydrożel zostanie oświetlony przez wiele źródeł światła, wchodzą one w interakcje i wpływają na siebie. Na przykład promień A może blokować promień B, promień B może blokować promień A, oba mogą blokować się nawzajem lub oba mogą przez siebie przechodzić. Powstaje w ten sposób bramka logiczna. Mimo, że to oddzielne promienie, mogą na siebie wpływać. Możemy wyobrazić sobie, że w przyszłości taki sposób reakcji na światło może zostać wykorzystany do wykonywania obliczeń, mówi Kalaichelvi Saravanamuttu z McMaster University. Nauki materiałowe się zmieniają. Samoregulujące, adaptacyjne materiały zdolne do optymalizowania swoich właściwości w reakcji na otoczenie zastępują statyczne, nieefektywne energetycznie i zewnętrznie regulowane materiały. Zaprezentowany przez nas materiał, który kontroluje światło o niezwykle niskiej intensywności to kolejny pokaz nadchodzącej rewolucji technologicznej, dodaje profesor Joanna Aizenberg z SEAS. « powrót do artykułu
-
Na Tufts University stworzono magnetyczne kompozyty elastomerowe, które poruszają się w różny sposób w odpowiedzi na światło. Z takich materiałów można by produkować wiele różnych urządzeń, od prostych silników i zaworów po ogniwa fotowoltaiczne samodzielnie kierujące się w stronę światła słonecznego. Znamy wiele naturalnych przypadków reakcji na światło. Wystarczy przypomnieć sobie kwiaty czy liście zwracające się w stronę słońca. Materiały, które zostały wykorzystane przez naukowców z Tufts wykorzystują temperaturę Curie, czyli granicę temperatury, przy której ferromagnetyk zmienia swoje właściwości. Zmiana temperatury powoduje utratę i odzyskanie właściwości magnetycznych. Biopolimery i elastomery wzbogacone ferromagnetykiem CrO2 po wystawieniu ich na działanie promienia lasera czy promieni słonecznych ogrzewają się, tracą właściwości magnetyczne, a gdy się schłodzą, odzyskują te właściwości. Materiały takie w odpowiedzi na obecność pola magnetycznego w zależności od kształtu, mogą wykonywać proste ruchy, jak zginanie się, zwijanie czy zwiększanie swojej powierzchni. Możemy połączyć te proste ruchy w bardziej złożone, jak pełzanie, chodzenie czy pływanie. A wszystko można kontrolować bezprzewodowo, za pomocą światła, mówi profesor Fiorenzo Omenetto. Zespół Omenetto zaprezentował działanie wspomnianych materiałów tworząc elastyczne chwytaki, które w odpowiedzi na światło łapały i puszczały przedmioty. Jedną z zalet takich materiałów jest fakt, że możemy selektywnie aktywować fragment ich struktury poprzez skoncentrowanie na nich światła, mówi jedna z autorek badań, Meng Li. I w przeciwieństwie do innych materiałów pobudzanych światłem, które bazują na ciekłych kryształach, nasze materiały mogą poruszać się od lub do źródła światła. Wszystko to pozwala na budowę zarówno dużych, jak i małych obiektów wykonujących złożone, skoordynowane ruchy, dodaje uczona. Naukowcy stworzyli prosty mechanizm, który nazwali „silnikiem Curie”. Materiał w kształcie okręgu został zamocowany na osi i umieszczony w pobliżu stałego magnesu. gdy na fragment okręgu padło światło lasera, utracił on właściwości magnetyczne, doszło do zaburzenia równowagi sił i okrąg się obrócił. Wówczas oświetlony dotychczas fragment znalazł się w cieniu, odzyskał właściwości magnetyczne, a utracił je fragment obok, który znalazł się w promieniu lasera. W ten sposób prosty silnik ciągle się obracał. Dobierając odpowiednio kształt materiału, właściwości światła i pola magnetycznego, możemy teoretycznie uzyskać bardziej złożone i precyzyjne ruchu, jak zwijanie i rozwijanie, przełączanie zaworów w mikrokanalikach z płynami, możemy napędzać silniki w skali nano i wiele innych rzeczy, mówi Omenetto. « powrót do artykułu
-
Na fińskim Aalto University uzyskano kondensat Bosego-Einsteina stworzony ze światła i plazmonów powierzchniowych. Ich wzajemne oddziaływanie tworzy polarytony plazmonów powierzchniowych. Przed niemal stu laty Einstein i Bose przewidzieli, że prawa mechaniki kwantowej mogą spowodować, iż duże grupy cząstek mogą zachowywać się tak, jakby były jedną cząstką. Zjawisko to nazwano kondensacją Bosego-Einsteina. Pierwszy kondensat tego typu udało się uzyskać dopiero w 1995 roku. Kondensaty uzyskiwano już wielokrotnie i w różnych konfiguracjach, jednak naukowcy ciągle nad nimi pracują. Chcą bowiem uzyskiwać je szybciej, w wyższych temperaturach i mniejszej skali. Mają bowiem nadzieję na praktyczne ich wykorzystanie. Z kondensatu Bosego-Einsteina można by stworzyć ekstremalnie małe źródło światła, które niezwykle szybko będzie przetwarzało dane. Fińscy uczeni poinformowali o stworzeniu kondensatu Bosego-Einsteina ze światła i elektronów poruszających się na powierzchni złotych nanopręcików. W przeciwieństwie do większości wcześniej uzyskiwanych kondensatów ten z Aalto, jako że złożony jest głównie ze światła, pojawia się w temperaturze pokojowej, nie trzeba całości schładzać do temperatur bliskich zera absolutnego. Korzystając ze współczesnych metod produkcyjnych jesteśmy w stanie w łatwy sposób uzyskać macierz z nanopręcików. W ich pobliżu można skupiać światło na bardzo małych powierzchniach, mniejszych nawet od długości fali światła w próżni. Te właściwości dają nam interesujące perspektywy dla przyszłych badań i zastosowań praktycznych nowego kondensatu, mówi profesor Päivi Törmä. Głównym problemem związanym z nowym rodzajem kondensatu jest fakt, że błyskawicznie się on pojawia i znika. Z naszych wyliczeń wynika, że czas jego życia jest liczony w pikosekundach, wyjaśnia doktorant Antti Moilanen. Naukowcy musieli więc wymyślić sposób na udowodnienie istnienia czegoś, co znika po bilionowych części sekundy. Wpadli na pomysł, by zmusić kondensat do poruszania się. Kondensat powoduje, że złote nanopręciki emitują światło. Obserwując to światło możemy badać zmiany kondensatu w czasie, dodaje Tommi Hakala. Emitowane światło jest podobne do światła laserowego. Możemy zmieniać odległości pomiędzy nanopręcikami, co pozwala nam na zdecydowanie, czy mamy do czynienia z kondensacją Bosego-Einsteina czy z pojawieniem się zwykłego światła laserowego. To są dwa bardzo zbliżone zjawiska fizyczne, a kluczowym jest możliwość odróżnienia ich od siebie. Oba nadają się też do odmiennych zastosowań, mówi profesor Törmä. Światło laserowe i kondensacja Bosego-Einsteina dają jasne promienie, jednak koherencje światła mają różne właściwości. To zaś wpływa na sposób, w jaki można manipulować światłem w zależności od wymaganych zastosowań. Kondensat pozwala na uzyskiwanie niezwykle krótkich impulsów światła, które mogą zostać wykorzystane do szybkiego przekazywania i przetwarzania informacji. « powrót do artykułu
-
Fizyk James Franson z University of Maryland opublikował w recenzowanym Journal of Physics artykuł, w którym twierdzi, że prędkość światła w próżni jest mniejsza niż sądzimy. Obecnie przyjmuje się, że w światło w próżni podróżuje ze stałą prędkością wynoszącą 299.792.458 metrów na sekundę. To niezwykle ważna wartość w nauce, gdyż odnosimy do niej wiele pomiarów dokonywanych w przestrzeni kosmicznej. Tymczasem Franson, opierając się na obserwacjach dotyczących supernowej SN 1987A uważa, że światło może podróżować wolniej. Jak wiadomo, z eksplozji SN 1987A dotarły do nas neutrina i fotony. Neutrina przybyły o kilka godzin wcześniej. Dotychczas wyjaśniano to faktem, że do emisji neutrin mogło dojść wcześniej, ponadto mają one ułatwione zadanie, gdyż cała przestrzeń jest praktycznie dla nich przezroczysta. Jednak Franson zastanawia się, czy światło nie przybyło później po prostu dlatego, że porusza się coraz wolniej. Do spowolnienia może, jego zdaniem, dochodzić wskutek zjawiska polaryzacji próżni. Wówczas to foton, na bardzo krótki czas, rozdziela się na pozyton i elektron, które ponownie łączą się w foton. Zmiana fotonu w parę cząstek i ich ponowna rekombinacja mogą, jak sądzi uczony, wywoływać zmiany w oddziaływaniu grawitacyjnym pomiędzy parami cząstek i przyczyniać się do spowolnienia ich ruchu. To spowolnienie jest niemal niezauważalne, jednak gdy w grę wchodzą olbrzymie odległości, liczone w setkach tysięcy lat świetlnych – a tak było w przypadku SN 1987A – do polaryzacji próżni może dojść wiele razy. Na tyle dużo, by opóźnić fotony o wspomniane kilka godzin. Jeśli Franson ma rację, to różnica taka będzie tym większa, im dalej od Ziemi położony jest badany obiekt. Na przykład w przypadku galaktyki Messier 81 znajdującej się od nas w odległości 12 milionów lat świetlnych światło może przybyć o 2 tygodnie później niż wynika z obecnych obliczeń. « powrót do artykułu
-
IBM pokaże dzisiaj prototypowy optyczny układ scalony „Holey Optochip“. To pierwszy równoległy optyczny nadajnik-odbiornik pracujący z prędkością terabita na sekundę. Urządzenie działa zatem ośmiokrotnie szybciej niż inne tego typu kości. Układ pozwala na tak szybki transfer danych, że mógłby obsłużyć jednocześnie 100 000 typowych użytkowników internetu. Za jego pomocą można by w ciągu około godziny przesłać zawartość Biblioteki Kongresu USA, największej biblioteki świata. Holey Optochip powstał dzięki wywierceniu 48 otworów w standardowym układzie CMOS. Dało to dostęp do 24 optycznych nadajników i 24 optycznych odbiorników. Przy tworzeniu kości zwrócono też uwagę na pobór mocy. Jest on jednym z najbardziej energooszczędnych układów pod względem ilości energii potrzebnej do przesłania jednego bita informacji. Holey Optochip potrzebuje do pracy zaledwie 5 watów. Cały układ mierzy zaledwie 5,2x5,8 mm. Odbiornikami sygnału są fotodiody, a nadajnikami standardowe lasery półprzewodnikowe VCSEL pracujące emitujące światło o długości fali 850 nm.
-
Ludzkie komórki macierzyste odtworzyły wzrok szczurów
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Medycyna
Wykorzystując komórki macierzyste pobrane w pobliżu warstwy granicznej wewnętrznej ludzkiej siatkówki, naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i Moorfields Eye Hospital przywrócili wzrok szczurom. Mają nadzieję, że zabieg uda się także w przypadku naszego gatunku, co pozwoliłoby na leczenie chorych np. z jaskrą. Brytyjczycy sądzą, że udało im się odtworzyć "zasoby" komórek zwojowych siatkówki, których aksony tworzą pasmo wzrokowe (rozciąga się ono od skrzyżowania wzrokowego do podkorowego ośrodka wzrokowego - ciała kolankowatego bocznego). Za zgodą rodzin akademicy pobrali z oczu przeznaczonych do przeszczepu rogówki próbki komórek macierzystych współistniejącego z neuronami i wspomagającego ich funkcje gleju Müllera. Trafiły one do hodowli laboratoryjnych i przekształciły się w komórki zwojowe siatkówki. Następnie wszczepiono je do oczu gryzoni. Ponieważ szczury nie miały wcześniej komórek zwojowych siatkówki, były ślepe. Po przeszczepie elektrody mocowane do łba ujawniły, że mózg reaguje na światło o niewielkim natężeniu. Dr Astrid Limb podkreśla, że choć jeszcze daleko do operacji w klinikach okulistycznych, poczyniono ważny krok naprzód w kierunku leczenia jaskry i chorób pokrewnych. W przebiegu jaskry podwyższone ciśnienie w gałce ocznej prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego oraz właśnie komórek zwojowych siatkówki. Przypomnijmy, że badania zespołu dr. Toma Reha z Uniwersytetu Waszyngtońskiego z 2008 r. wykazały, że nie tylko glej Müllera młodych ssaków jest zdolny do podziałów, w wyniku których powstają komórki progenitorowe, zdolne do rozwijania w nowe neurony. Dorosły glej także może zostać ponownie zastymulowany do podziałów. -
Źrenice zwężają się wraz ze zwiększaniem natężenia światła. Chroni to wnętrze gałki ocznej przed uszkodzeniami. Sprawę komplikuje jednak ostatnie studium psychologów z Uniwersytetu w Oslo, którzy wykazali za pomocą złudzenia wzrokowego, że zwężenie źrenic nie jest wyłącznie reakcją na warunki oświetleniowe. Wystarczy, że przez błąd w percepcji myślimy, że jest jaśniej. Podczas eksperymentu Bruno Laeng i Tor Endestad z Wydziału Psychologii Uniwersytetu w Oslo pokazywali badanym karty, na których widniały 2 rysunki. Oba odbijały tyle samo światła, ale jeden (np. Morning sunlight, czyli Światło poranka) wydawał się odbijać go więcej niż drugi (w tym przypadku Evening dusk, Wieczorna szarówka), przez co wydawał się jaśniejszy. Za pomocą kamer na podczerwień naukowcy śledzili zmiany w średnicy źrenic. Okazało się, że źrenica zwężała się nieco bardziej podczas fiksowania wzroku na obiektach, którym przypisywano większą jasność. Oznacza to, że nasz mózg próbuje przewidywać, co za chwilę nastąpi i instruuje źrenice, jak powinny w związku z tym zadziałać (odruchy źreniczne nie zależą zatem całkowicie od autonomicznego układu nerwowego). Tym razem popełnia jednak błąd. Norwegowie stwierdzili, że jest on szybko naprawiany, bo gdy ochotnicy mogli przyglądać się obrazkom nieco dłużej, dokonywano korekty. Mózg orientował się, że nie ma żadnych różnic w jasności i przy Świetle poranka źrenice otwierały się tak samo jak przy Wieczornej szarówce. Laeng i Endestad wykorzystali w studium 4 rysunki. Dwa dotyczyły trójkąta Kanizsy, który wydaje się jaśniejszy od otoczenia, chociaż nawet go nie narysowano (dzieje się tak, bo mózg tworzy subiektywne kontury), a reszta to wariacje na temat iluzji Asahi (Morning sunlight). Prof. Akiyoshi Kitaoka z Ritsumeikan University stworzył ją w 2005 r. Pomysłodawcą Evening dusk (także w zakresie nazwy) jest Laeng. Rysunek wykonał Kitaoka, który na swojej witrynie internetowej podkreśla, że przestrzeń ograniczona płatkami wydaje się ciemniejsza od otoczenia, mimo że w rzeczywistości taka nie jest.
-
Na University of Bristol powstał fotoniczny układ scalony, który pozwala na tworzenie i manipulowanie stanem splątanym i stanem mieszanym. Stan splatany, zachodzący pomiędzy dwoma niepołączonymi ze sobą cząsteczkami, umożliwi komputerowi kwantowemu wykonywanie obliczeń. Uczeni z Bristolu jako pierwsi pokazali, że stan splątany można uzyskać, manipulować nim i mierzyć na kawałku krzemu. Aby zbudować kwantowy komputer musimy nie tylko umieć kontrolować złożone zjawiska takie jak splątanie czy stan mieszany, ale musimy być w stanie dokonać tego w układzie scalonym - mówi profesor Jeremy O'Brien, dyrektor Centre for Quantum Photonics. Nasze urządzenie to umożliwia i wierzymy, że stanowi ono ważny krok na drodze do stworzenia optycznego komputera kwantowego - dodaje. Układ zbudowany jest z sieci kanałów, w których dokonywane są odpowiednie manipulacje fotonami. Do kości dołączonych jest osiem elektrod, których konfigurację można na bieżąco zmieniać. Dzięki tym elektrodom pary fotonów są splątywane we wszelkie możliwe sposoby i dokonywane są na nich operacje. Podobnie manipuluje się stanem mieszanym pojedynczego fotonu. Chip z Bristolu jest mniej więcej dziesięciokrotnie bardziej złożony, niż wcześniej budowane układy do manipulacji stanami kwantowymi.
-
Naukowcy z Cornell University udowodnili, że przechodzenie promienia światła przez kabel optyczny może być kontrolowane przez inny promień światła. Możliwe jest zatem stworzenie całkowicie optycznego przełącznika. Obecnie w elektronice używamy przełączników elektrycznych. Zastąpienie ich technologią optyczną pozwoli na przyspieszenie pracy układów scalonych przy jednoczesnym zmniejszeniu poboru energii. Z idealną sytuacją mielibyśmy do czynienia, gdyby za pomocą jednego fotonu udało się sterować przepływem światła. Grupa profesora Alexandra Gaeta przybliżyła nas do momentu powstania idealnego przełącznika. Uczeni wypełnili światłowód fotoniczny oparami rubidu, a następnie na jednym jego końcu uruchomili promień podczerwony o długości fali 776 nanometrów, a na drugim wysłali sygnał kontrolny o długości 780,2 nanometra. W tak wąskiej „rurze", jaką jest światłowód, doszło do silnej interakcji światła z atomami rubidu. Gdy promień kontrolny był włączony, atomy absorbowały obie długości światła. Jednak gdy promień kontrolny wyłączano, główny promień przechodził przez światłowód bez przeszkód. Bardzo ważny jest fakt, że do wypełnienia funkcji kontrolnych wystarczyło mniej niż 20 fotonów, a przełączanie odbywało się z prędkością pięciu miliardowych części sekundy.
-
Czemu koń biegnie szybciej po zmianie strefy czasowej?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Przewożenie koni wyścigowych przed zawodami do innych krajów może sprawić, że szybciej pobiegną na torze. Okazuje się, że wyjaśnienia tej zagadki należy poszukiwać w niezwykłej wrażliwości tych zwierząt na zmiany w ilości światła słonecznego, połączonej z brakiem silnie zaznaczonego cyklu snu i czuwania (Journal of Neuroendocrinology). Naukowcy z Uniwersytetu Bristolskiego zauważyli, że w odróżnieniu od ludzi i gryzoni, konie bardzo szybko przystosowują się do zmian w 24-godzinnym cyklu światła-ciemności. To właśnie daje im nieoczekiwane korzyści w zakresie formy fizycznej. Brytyjczycy chwalą sie, że jako pierwsi podjęli temat wpływu zespołu nagłej zmiany strefy czasowej na fizjologię i osiągnięcia koni wyścigowych. Podkreślają, że konie to jedyni sportowcy, poza ludźmi oczywiście, którzy regularnie latają na zawody pomiędzy strefami czasowymi. Badaliśmy hipotezę, że nagłe zmiany w 24-godzinnym cyklu światła-ciemności [...] mogą przestawić zegary molekularne i systemy neuroendokrynne, wpływając niekorzystnie na osiągnięcia sportowe zwierząt - opowiada dr Domingo Tortonese. U ludzi tak się właśnie dzieje, zwłaszcza zaś u sportowców, którzy udając się na zawody, lecą na wschód. Nasze badania pokazują, że konie różnią się od ludzi, ponieważ wydają się wykorzystywać wskazówki świetlne do [regulacji] dziennych rytmów aktywności, a nie do synchronizacji wewnętrznie generowanego rytmu z dobowym cyklem światła-ciemności. Podczas eksperymentu konie czystej krwi, które już wcześniej trenowały, umieszczano w boksach z kontrolowanym oświetleniem. Przez 3 miesiące ćwiczyły o różnych porach dnia na bieżni. Po tym czasie doświadczały zmiany dobowego cyklu światła-ciemności, która odpowiadała lotowi na wschód przez 7 stref czasowych. Przed i po zmianie obserwowano wzorce aktywności dobowej czterech genów zegarowych, a także działanie systemów endokrynnych zaangażowanych m.in. w reakcję na stres. Przeprowadzono standardowe testy formy (ustalano wydolność aerobową, czyli zdolność pokrywania zapotrzebowania energetycznego pracujących mięśni przez procesy tlenowe, oraz wydolność anaerobową, czyli maksymalną ilość energii, którą można uzyskać w procesach beztlenowych). Poza tym stale oceniano aktywność lokomotoryczną zarówno w warunkach przeplatających się okresów światła-ciemności, jak i pod nieobecność wskazówek świetlnych w ciągłej ciemności. Okazało się, że choć konie są wyjątkowo wrażliwe na zmiany cyklu światła-ciemności, bardzo szybko przystosowują się do przesunięcia faz. Szybkiej adaptacji nie towarzyszy wzrost poziomu stresu. Pojawiają się jednak zmiany w zakresie regulacji hormonalnej, które poprawiają osiągi koni. Naukowcy wyliczyli np., że nim się zmęczą, zwierzęta doświadczające zespołu nagłej zmiany strefy czasowej są w stanie biec w pełnym galopie o 25 sekund dłużej. -
Próby wyjaśnienia fenomenu neutrino szybszego od światła
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Astronomia i fizyka
Gdy przed trzema tygodniami świat obiegła sensacyjna wiadomość o przekroczeniu prędkości światła przez neutrino, setki naukowców ruszyły do pracy, zastanawiając się nad wyjaśnieniem tego fenomenu. Do zbiorów arXiv trafiło już ponad 80 prac, których autorzy próbują opisać nowo odkryte zjawisko. Niektóre z nich sugerują powstanie nowej fizyki, w której np. neutrino podróżują przez dodatkowe wymiary, inni twierdzą, że odkrycie naukowców pracujących przy eksperymencie OPERA da się wyjaśnić na gruncie istniejących teorii. W jednym z artykułów zwrócono uwagę, że gdy w 1987 roku zaobserwowano potężną supernową (SN 1987A), pochodzące z niej neutrino dotarły na Ziemię trzy godziny wcześniej niż zauważono emitowane przez eksplozję światło. Wówczas wyjaśniono to zjawisko faktem, że dla neutrino cała materia jest praktycznie przezroczysta, mogą one podróżować bez przeszkód. Tymczasem fotony są wielokrotnie pochłaniane, odbijane i ponownie emitowane. Naukowcy doszli wówczas do wniosku, że z tego też powodu fotony wydostały się z eksplodującej gwiazdy później niż neutrino. Autorzy współczesnego opracowania wyliczają, że gdyby neutrino podróżowały szybciej od światła, a różnica w prędkości byłaby taka, jaką uzyskano w eksperymencie OPERA, to neutrino ze wspomnianej supernowej powinny dotrzeć do nas ponad cztery lata przed fotonami. Tymczasem różnica wynosiła trzy godziny. Z kolei laureat Nagrody Nobla Sheldon Glashow i jego koledzy zwracają uwagę, że zgodnie z Modelem Standardowym neutrino o wystarczająco dużej energii powinno doprowadzić do powstania par elektron-pozytron. W procesie tym, zwanym emisją Cohena-Glashowa, dochodzi jednak do zmniejszenia energii neutrino, co z kolei prowadzi do spowolnienia jego ruchu. Tym samym neutrino nie mogłoby przekroczyć prędkości światła. Ronald A.J. van Elburg zauważa natomiast, że pomiary odległości i czasu podróży neutrino były wykonywane za pomocą systemu GPS. System ten korzysta z satelitów, które bez przerwy krążą wokół Ziemi. Sama Ziemia również się obraca, a zatem źródło neutrino (CERN) i wykrywacz neutrino w Gran Sasso zmieniały w czasie eksperymentów położenie względem siebie. Elburg wylicza, że zmiany położenia powinny doprowadzić do niedokładności pomiaru wynoszącej 64 nanosekundy. Tymczasem uczeni z Włoch informowali, że neutrino przybyły o 60 nanosekund szybciej od światła, co potwierdzałoby obliczenia Elburga. Środowisko naukowe ciągle toczy gorące spory mające na celu wyjaśnienie wyników eksperymentu OPERA. Nam pozostaje czekać, aż uczeni wypracują wspólny pogląd na ten temat. -
Na szwedzkim Uniwersytecie Technologicznym Chalmers powstała niezwykle prosta nanoantena, która odbija niebieskie i czerwone światło w różnych kierunkach. Urządzenie działa, mimo iż jest mniejsze od długości fali świetlnej. Dzięki nanoantenie w przyszłości mogą powstać optyczne nanoczujniki zdolne do wykrywania bardzo niewielkich ilości gazów czy molekuł. Struktury mniejsze od długości fali światła widzialnego nie powinny być w stanie rozszczepić światła. Jednak nowa nanoantena to potrafi. Jest ona bowiem zbudowana asymetrycznie z różnych materiałów, przez co dochodzi do przesunięcia fazy sygnału optycznego. Antena składa się z dwóch nanoczęsteczek umieszczonych w odległości 20 nanometrów od siebie na szklanym podłożu. Jedna z nich to nanocząsteczka srebra, druga - złota. Badania wykazały, że rozprasza ona światło, odbijając w różnych kierunkach widmo niebieskie i czerwone. Wyjaśnieniem jest pojawienie się przesunięcia fazy sygnału optycznego. Przyczyną wystąpienia tego zjawiska są różne właściwości optyczne srebra i złota, w szczególności częstotliwość drgań plazmonów. Oznacza to, że wolne elektrony nanocząsteczek wspólnie oscylują zgodnie z częstotliwością fali świetlnej, co w efekcie wpływa na rozprzestrzenianie się światła, mimo tego, że antena jest tak mała - mowi Timur Shegai, jeden z autorów nanoanteny.
-
Już wkrótce niewygodne kombinezony ochronne czy odkażanie po opuszczeniu obfitującego w bakterie czy niebezpieczne związki chemiczne rejonu mogą zastąpić ubrania z samoczyszczącej się bawełny. By tak się stało, wystarczy je wystawić na oddziaływanie światła. Nowa tkanina może znaleźć zastosowanie w odzieży ochronnej dla pracowników służby zdrowia, przetwórstwa spożywczego czy rolników, a także personelu wojskowego – wyjaśnia Ning Liu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Liu zaimpregnowała bawełnianą tkaninę kwasem 2-antrachinonokarboksylowym (ang. 2-anthraquinone carboxylic acid, 2-AQC). Tworzy on mocne wiązania z wchodzącą w skład bawełny celulozą, dlatego w odróżnieniu od obecnie stosowanych samoczyszczących czynników, trudno go zmyć lub sprać. Co ważne, nie dochodzi do zmiany właściwości tkaniny (wcześniej się to nie udawało). Po ekspozycji 2-AQC na światło powstają reaktywne formy tlenu, np. rodnik wodorotlenowy (in. hydroksylowy, •OH) czy nadtlenek wodoru (H2O2), które zabijają bakterie i rozkładają związki organiczne, takie jak pestycydy. Naukowcy podkreślają, że choć 2-AQC jest stosunkowo drogi, istnieją tańsze zastępniki.
-
Jak zmierzyć temperaturę wewnątrz komórek, które są tak małe, że na główce szpilki zmieściłoby się ich aż 60 tysięcy? Zastosować nanotermometry w postaci kropek kwantowych. Haw Yang z Princeton University i Liwei Lin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opowiedzieli o swoich osiągnięciach na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Zastosowaliśmy nanotermometry. Są to kropki kwantowe, czyli półprzewodnikowe kryształy wystarczająco małe, by dostać się do pojedynczej komórki, gdzie zmieniają barwę pod wpływem zmiany temperatury. Wykorzystaliśmy kropki kwantowe kadmu i selenu, które emitują odpowiadające temperaturze światło o różnym kolorze (fale o różnej długości). Dzięki naszym przyrządom odnotowujemy zmiany barw – wyjaśnia Yang. Naukowcy podkreślają, że o tym, co dzieje się we wnętrzu komórek, wiemy zadziwiająco mało. Tymczasem kiedy ktoś myśli o chemii, temperatura jest jednym z najważniejszych czynników fizycznych, które mogą się zmienić pod wpływem reakcji chemicznej. Panowie postanowili uzupełnić luki w wiedzy i zmierzyć temperaturę życia (i śmierci). Specjaliści od jakiegoś już czasu podejrzewali, że temperatura wewnątrz komórek jest zmienna. Powodów należy upatrywać choćby w przebiegających nieustannie reakcjach biochemicznych. W wyniku części z nich powstają energia i ciepło. Ponieważ niektóre komórki są bardziej aktywne od innych, niezużyta energia jest rozpraszana jako ciepło. Gorętsze bywają także pewne rejony komórek. Yang i Lin wskazują na okolice w pobliżu centrów energetycznych – mitochondriów. Amerykanie zorientowali się, że tak właśnie jest, wprowadzając kropki kwantowe do hodowanych w laboratorium mysich komórek. Między poszczególnymi częściami komórek odkryli różnice rzędu kilku stopni Fahrenheita: niektóre były chłodniejsze, a niektóre cieplejsze od reszty. Na razie pomiary dokonywane za pomocą nanotermometrów nie są na tyle dokładne, by podać konkretne wartości liczbowe. Yang tłumaczy, że zmiany temperatury komórek wpływają na cały organizm, np. na stan zdrowia. Wzrost temperatury wewnątrz komórki może przecież oddziaływać na funkcjonowanie DNA, a więc genów, a także różnego rodzaju białek. Przy zbyt wysokich temperaturach niektóre proteiny ulegają denaturacji. Biolog z Princeton University podejrzewa nawet, że komórki wykorzystują zmiany temperatury do komunikacji.
-
Na Pennsylvania State University wykorzystano budowę oka krewetki modliszkowej (Odontodactylus scyllarus) do stworzenia dwuczęściowej płytki półfalowej, która może przyczynić się do udoskonalenia pamięci holograficznych, płyt CD czy DVD. Krewetka modliszkowa to jedno z niewielu zwierząt, które widzi polaryzację światła. Wielu naukowców sądzi, że oczy tych zwierząt lepiej współpracują z olbrzymim spektrum światła niż jakakolwiek płytka półfalowa stworzona przez człowieka. Chcemy zmienić polaryzację światła, bez wpływania na jego ilość, przechodzącą przez płytkę. Chcemy by wysoka przepuszczalność i zmiana polaryzacji były niezależne od częstotliwości. Innymi słowy, nie chcemy wpływać na kolor światła - mówi Akhlesh Lakhtakia z Penn State. Płytki półfalowe są wykorzystywane w tych urządzeniach, w których potrzebna jest konkretna polaryzacja, a w których dochodzi do jej zmiany. Zwykle są one wykonywane z kwarcu, kalcytu lub polimerów. Produkowane są też płytki wielowarstwowe, jednak mają one tendencję do rozwarstwiania się. Dlatego też uczeni z Uniwersytetu Technologicznego w Taipei we współpracy z profesorem Lakhtakią stworzyli płytkę wzorując się na budowie oka krewetki modliszkowej (krewetki boksującej). Naukowcy stworzyli trójwarstwową płytkę z pięciotlenku tantalu. Wykorzystali przy tym dwie metody osadzania warstw. Jedna pozwoliła na wyprodukowanie środkowej warstwy nanopręcików, które są do siebie równoległe i pochylone w tę samą stronę. Dwie zewnętrzne warstwy to również równoległe nanopręciki, ale wszystkie są ustawione pionowo. Te różne warstwy są konieczne gdy chcemy uzyskać wymaganą polaryzację bez jednoczesnego znaczącego zmniejszania przezroczystości w szerokim spektrum częstotliwości - poinformował Lakhtakia. Jako że długość nanopręcików jest mniejsza niż długość fali światła widzialnego, cała płytka charakteryzuje się dwójłomnością. Naukowcy zapewniają jednocześnie, że ich technika produkcji tego typu płytek wykorzystuje powszechnie używane technologie, nie wymaga zatem inwestowania w sprzęt litograficzny i jest kompatybilna z technologiami obecnymi w przemyśle elektronicznym i optoelektronicznym.
-
Naukowcy z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS - Centre national de la recherche scientifique) jako pierwsi w historii wykazali doświadczalnie, że prędkość światła poruszającego się w różnych kierunkach jest różna. W próżni światło porusza się z prędkością 299.792.458 m/s. W latach 70. ubiegłego wieku pojawiła się teoria mówiąca, że światło poddane działaniu pola elektrycznego i magnetycznego będzie poruszało się z różną prędkością w różnych kierunkach. Dotychczas jednak nikt nie potrafił potwierdzić jej eksperymentalnie. Udało się to dopiero Francuzom. Uczeni z CNRS zbudowali optyczną wnękę rezonansową, w której światło przechodzi przez urządzenie zawierające magnesy i elektrody. Pomiary wykazały, że w obecności pola elektromagnetycznego prędkość promieni światła biegnących w przeciwnych kierunkach jest różna, a różnica ta wynosi około 1 miliardowej metra na sekundę. Dowód na prawdziwość teorii z lat 70. niesie ze sobą poważne konsekwencje. Pozwoli to bowiem na dalsze dokładniejsze mierzenie anizotropii rozprzestrzeniania się światła. Być może w przyszłości uczeni będą w stanie szczegółowo badać niektóre założenia ogólnej teorii względności. Badania CNRS mogą w końcu posłużyć do zbudowania optycznych komponentów, których właściwości będą różne w zależności od kierunku padania światła.
-
Uczonym po raz pierwszy udało się udowodnić, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu lasera i mają wówczas takie same właściwości, jak światło w światłowodach. Osiągnięcie specjalistów z Australia National University będzie miało znacznie przy budowie urządzeń kwantowych, wymagających do pracy użycia sterowalnych fal materii. Takimi urządzeniami będą np. atomowe interferometry, wykorzystywane do pomiaru pola grawitacyjnego Ziemi. Światłowód może przewodzić wiele modów światła, które nakładają się na siebie, tworząc charakterystyczny wzorzec. Udowodniliśmy, że gdy atomy w komorze próżniowej są przemieszczane w promieniu lasera, również i one tworzą wzorce - mówi profesor Ken Baldwin. Jego zespół uwięził chmurę zimnych atomów helu, a następnie poddał je działaniu promienia lasera, który biegł aż do urządzenia obrazującego. Następnie stopniowo zmniejszano intensywność światła, aż do pojawienia się wzorca. Potem ochłodziliśmy atomy tak, że zaczęły zachowywać się bardziej jak fala niż jak cząsteczka i utworzyły kondensat Bosego-Einsteina. Gdy kondensat został wprowadzony do światła lasera, wzorzec zanikł, co dowodzi, że przetransportowaliśmy jeden tryb - pojedynczą falę kwantową - mówi doktor Andrew Truscott. Uczeni dowiedli, że mierząc czas, w jakim atomy przybywają do systemu obrazowania są w stanie odróżnić tryb wielomodowy (powstawania wzorca) od jednomodowego. Pomiary promienia wielomodowego pokazały, że atomy przybywają w grupach, jako wynik interferencji. Jednak jako, że kondensat Bosego-Einsteina zawiera tylko jeden tryb kwantowy, bez żadnej interferencji, gdy go przemieściliśmy również jej nie zaobserwowaliśmy - dodaje Truscott. Dowiedliśmy zatem, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu światła i mogą mieć wówczas takie same właściwości jak światło poruszające się w światłowodzie - mówi doktor Mattias Johnsson, twórca modelu teoretycznego do opisanych badań.
-
Każdego dnia do Ziemi dociera około 12,2 miliarda kilowatogodzin energii słonecznej. Ludzkość potrafi wykorzystać jedynie niewielki jej ułamek na potrzeby produkcji energii. Do tego celu używamy drogich, niezbyt wydajnych ogniw słonecznych. Profesor Stephen Rand z University of Michigan, dokonał odkrycia, które być może pozwoli na pozyskiwanie energii Słońca bez potrzeby używania ogniw. Naukowiec ze zdumieniem zauważył, że po przepuszczeniu światła przez silnie izolujący materiał, niezwykle słabe właściwości magnetyczne światła uległy zwielokrotnieniu. Dotychczas świetlnego magnetyzmu w ogóle nie brano pod uwagę w badaniach nad pozyskiwaniem energii, gdyż efekt ten - jak sądzono - jest niezwykle słaby. Tymczasem badania Randa pokazały, że pole magnetyczne światła może być 100 milionów razy silniejsze niż przypuszczano. Rand uważa, że jego odkrycie zaszokuje fizyków. Możesz przez cały dzień wpatrywać się w odpowiednie równania i tego nie dostrzeżesz. Nauczono nas, że to się nie zdarza. To bardzo dziwne zjawisko. Dlatego nie zauważono go przez ponad 100 lat - stwierdza uczony. Profesor Rand i jego doktorant William Fisher zauważyli, że w pewnych materiałach pole magnetyczne światła jest na tyle silne, że wygina ładunki elektryczne w kształt litery „C". Wygląda na to, że pole magnetyczne zagina elektrony w C i za każdym razem nieco się one przesuwają. Takie wygięcie prowadzi do pojawienia się dipolu elektrycznego i magnetycznego. Jeśli moglibyśmy ustawić je w rzędzie w długim włóknie, uzyskalibyśmy olbrzymie napięcie, które można wykorzystać jako źródło energii - mówi Fisher. Niestety, nie ma róży bez kolców. Taki efekt występuje w obecności izolatorów. Zauważymy go w szkle, ale pod warunkiem, iż oświetlimy je bardzo intensywnym światłem, rzędu 10 milionów watów na centymetr kwadratowy. Tymczasem Słońce zapewnia około 0,012 wata na centymetr kwadratowy. Jednym z rozwiązań problemu byłoby znalezienie innych materiałów oraz skonstruowanie sprzętu zwiększającego intensywność promieni słonecznych na podobieństwo koncentratorów wykorzystywanych przy ogniwach fotowoltaicznych. W naszej najnowszej pracy dowodzimy, że światło słońca jest teoretycznie niemal tak samo efektywne w produkcji energii, jak światło lasera. Stworzenie nowoczesnych ogniw słonecznych wymaga zaawansowanych technik obróbki krzemu. A tymczasem tutaj jedyne czego potrzebujemy to soczewki skupiające światło i włókno przewodzące prąd. Szkło spełnia obie role. Jego produkcja jest dobrze znana i nie wymaga wielu zabiegów. A przezroczysta ceramika może sprawować się nawet lepiej - dodaje Fisher. Zdaniem obu naukowców, nowa technologia pozwoli na pozyskiwanie nawet 10% energii Słońca, a będzie znacznie tańsza od obecnie stosowanych.
-
W 50 lat po powstaniu lasera naukowcom z Yale University udało się zbudować pierwszy w historii antylaser. To urządzenie, w którym dochodzi do interferencji pomiędzy dwiema wiązkami światła w taki sposób, że idealnie się znoszą. Odkrycie przeciera drogę do powstania olbrzymiej liczby nowych technologii i postępu w wielu dziedzinach od optoelektroniki po radiologię. Już niemal przed rokiem fizyk z Yale A. Douglas Stone wraz z zespołem opublikowali teorię dotyczącą budowy antylasera, dowodząc, że można go stworzyć na bazie krzemu. Jednak dopiero teraz, po połączeniu sił z grupą pracującą pod kierunkiem Hui Cao udało się zbudować postulowany antylaser. Urządzenie nazwano doskonałym pochłaniaczem koherencyjnym (coherent perfect absorber - CPA). Naukowcy skupili we wnęce zawierającej plaster krzemu dwie wiązki laserowe o konkretnej częstotliwości. Krzem zadziałał jak "medium utraty", idealnie zestrajając wiązki tak, że zostały uwięzione we wnęce i odbijały się w niej tak długo, aż zostały zaabsorbowane i zamienione w ciepło. Stone uważa, że CPA będzie można w przyszłości wykorzystywać w roli optycznych przełączników, detektorów i innych komponentów komputerów optycznych. Uczony uważa również, że jego wynalazek trafi do radiologii, gdyż możliwe będzie dostrojenie go do konkretnej emisji elektromagnetycznej z wybranych regionów ciała i obrazowanie tkanek, które obecnie są niewidoczne. Teoretycznie CPA jest w stanie zaabsorbować 99,999% światła. Obecnie urządzenie absorbuje 99,4%, jednak jest to spowodowane ograniczeniami laboratoryjnymi i faktem, iż zbudowano na razie prototypowe urządzenie. Pierwsze CPA ma długość 1 centymetra, ale symulacje komputerowe dowodzą, iż możliwe jest zbudowanie antylasera o wielkości zaledwie 6 mikrometrów.
-
Herself to rzeźba w formie sukienki, którą należy uznać za pierwszy na świecie element garderoby oczyszczający powietrze. Jak by nie patrzeć, choć powstała z betonowej mieszanki w spreju, prototypowa suknia jest bardzo piękna. Stanowi efekt kilkuletniej współpracy Uniwersytetów w Sheffield i Ulsterze, a także Londyńskiego College'u Mody. Jak napisano na witrynie projektu Catalytic Clothing, w swoim pobliżu Herself absorbuje zanieczyszczenia z powietrza. Na razie nie wiadomo, jak suknia działa. Amy Dusto z serwisu Discovery News podejrzewa jednak, że na podobnej zasadzie jak przezroczysty beton włoskiej firmy Italcementi, który stanowi połączenie cementu, żywic, żwiru i piasku. Materiał ten zadebiutował we włoskim pawilonie na zeszłorocznym Expo w Szanghaju. Przyjazny środowisku budynek, w którym go użyto, przypominał olbrzymi lampion, widać było bowiem prześwitujące przez niego światło. Niedawno wynalazek pojawił się też w Europie. W jego przypadku światło stanowi katalizator, przyspieszający zachodzenie reakcji między tlenkiem tytanu(IV) a zanieczyszczeniami powietrza. Zgodnie z doniesieniami, w ten sposób udaje się obniżyć stężenie tlenku węgla i tlenku azotu(IV) aż o 65%. Pomysłodawcy i wykonawcy sukni mają nadzieję, że w przyszłości 40 kobiet ubranych w Herself (lub ludzi w podobnie działającej odzieży) w minutę oczyści 2 metry sześcienne powietrza. Stanie się tak pod warunkiem, że skupią się na metrze kwadratowym podłoża. Mało wykonalne, chyba że weźmie się pod uwagę rekordy liczby osób, które zmieszczą się naraz np. w małym fiacie. Pozostaje mieć nadzieję, że naukowcy szybko ulepszą swoją technologię... Pod wskazanym adresem można obejrzeć zdjęcia sukni oraz zapisane na tablicy opinie o niej, wyrażane przez zwiedzających wystawę.
-
Najnowsze eksperymenty przeprowadzone przez Grupę Fotoniki Kwantowej w DTU Fotonik oraz Instytut Nielsa Bohra z Uniwersytetu Kopenhaskiego dowodzą, że kwantowe kropki... nie są kropkami. Odkrycie to ma kolosalne znacznie, gdyż otwiera drogę dla nowych zastosowań kropek. Kwantowa kropka to specyficzne źródło światła, które emituje pojedyncze fotony. Składa się ona z tysięcy atomów. Dotychczas sądzono, że rzeczywiście jest to kopka, czyli punktowe źródło światła. Uczeni doszli jednak do wniosku, że kropka nie jest kropką. Podczas przeprowadzonego eksperymentu naukowcy rejestrowali emisję fotonów z kwantowych kropek umieszczonych blisko metalicznego lustra. Punktowe źródło światła ma takie same właściwości niezależnie od swojego ułożenia - standardowego czy odwróconego do góry nogami. Uczeni zaobserwowali jednak, że po odwróceniu kropki symetria zostaje zaburzona, a zatem właściwości emisji są zależne od ułożenia. To wskazuje, że kropki nie są kropkami. Mogą zatem być bardziej użyteczne niż dotychczas sądzono. Na powierzchniach metalicznych luster pojawiają się plazmony, a plazmonika to bardzo obiecująca dziedzina nauki, która może znaleźć zastosowanie w informatyce kwantowej czy pozyskiwaniu energii słonecznej. Fakt, że właściwości światła emitowanego z kwantowych kropek mogą być znacząco zmieniane oznacza, że światło takie może z jeszcze większym prawdopodobieństwem niż przypuszczano prowadzić do wzbudzania plazmonów. Kwantowe kropki mogą zatem współpracować z nimi bardziej efektywnie, a zatem mogą być wydajnym źródłem światła w urządzeniach nanofotoniczych. Najnowsze odkrycie znajdzie też zastosowanie w innych niż plazmonika dziedzinach wiedzy, takich jak elektrodynamika kwantowa czy badania nad fotonicznymi kryształami.
-
Dwoje naukowców z Instytutu Oceanografii imienia Scripps Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zbadało tajemnicze rozbłyski oślepiającego luminescencyjnego światła, emitowane przez ślimaka morskiego Hinea brasiliana. Wg nich, mają one służyć odstraszaniu drapieżników, stwarzając złudzenie, że migające zwierzęta są większe niż w rzeczywistości. Mięczaki te występują przeważnie w ciasnych skupiskach wzdłuż skalistych brzegów. Amerykanie zauważyli, że zamiast wytwarzać skoncentrowany promień światła, H. brasiliana wykorzystują muszlę do rozpraszania i rozprzestrzeniania na wszystkie strony zielonej poświaty. Dimitri Deheyn przeprowadził eksperymenty w uniwersyteckim akwarium. Dzięki temu udokumentował, w jaki sposób ślimak włącza świecenie. Podczas badań konfrontował mięczaka z krabem lub pływającą w pobliżu krewetką. Nerida Wilson, która w międzyczasie przeszła do Muzeum Australijskiego w Sydney, pomagała koledze, zbierając ślimaki u wybrzeży Australii. To rzadkość, by jakiekolwiek żyjące przy dnie ślimaki wykorzystywały bioluminescencję. Jeszcze bardziej zdumiewa, że nasz mięczak ma tak skutecznie maksymalizującą sygnał muszlę – podkreśla Wilson. Odkrycie mechanizmu, za pośrednictwem którego H. brasiliana świeci, zaskoczyło naukowców. Dotąd żółtawą, nieprzezroczystą muszlę postrzegano bowiem jako strukturę uniemożliwiającą transmisję światła. Tymczasem okazuje się, że działa ona jak filtr. Gdy ciało ślimaka zaczyna świecić, muszla rozprasza tylko zielone promieniowanie. W przyszłości akademicy zamierzają dokładniej zbadać to zjawisko. Najprawdopodobniej znajdzie ono zastosowanie przemysłowe.