Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags 'laser'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 105 results

  1. Inżynierom z University of California, Berkeley, udało się wyhodować lasery bezpośrednio na krzemowym podłożu. Daje to nadzieję na postęp w krzemowej fotonice i zbudowanie szybszych, bardziej wydajnych procesorów, czujników biochemicznych czy układów optoelektronicznych. Krzem, stanowiący podstawę współczesnej elektroniki, nie nadaje się do generowania światła. Dlatego też specjaliści korzystają z innych półprzewodników do budowy komponentów optycznych. Problem jednak w tym, że ich łączenie z krzemem jest bardzo trudne. Próby hodowania warstw półprzewodników z grup III-V tablicy okresowej na krzemie to jak próby łączenia niepasujących do siebie puzzli. Można to zrobić ale materiał zostaje uszkodzony - mówi jeden z autorów najnowszych badań, Roger Chen. Uczonym z Berkeley udało się pokonać przeszkody i wyhodowali na krzemowym podłożu nanokolumny z arsenku indowo-galowego. Dokonali tego w stosunkowo niskiej temperaturze 400 stopni Celsjusza, a ich proces jest skalowalny. Wcześniejsze metody wymagały użycia temperatury powyżej 700 stopni co uszkadzało materiał i nie pozwalały na swobodne skalowanie. Kalifornijscy naukowcy użyli techniki metalowo-organicznego osadzania z fazy gazowej. Technikę tę można potencjalnie wykorzystać w skali masowej, gdyż podobne metody są używane do przemysłowej produkcji baterii słonecznych czy LED-ów - mówi profesor Connie Chang-Hasnain. Po wyhodowaniu nanokolumn uczeni dowiedli, że są one zdolne do generowania w temperaturze pokojowej światła podczerwonego o długości fali około 950 nanometrów.
  2. Wykonywane w przyszłości biopsje mogą być bezbolesne i nieinwazyjne, a wszystko dzięki technologii laserowej opracowanej na Uniwersytecie Stanowym Michigan. Przechodząc obecnie testy na nowotwory skóry, pacjenci muszą się poddać wycięciu paska skóry. Jest on następnie wysyłany do laboratorium i badany. Jak tłumaczy Marcos Dantus, być może już niedługo dzięki mikroskopom ramanowskim, generującym szybkie, ultrakrótkie pulsy laserowe, by zidentyfikować znajdujące się w danym miejscu cząsteczki, problematyczne znamię zostanie ocenione niemal natychmiast, bez związanego ze stresem czekania na wyniki. Opis nowej wybiórczej cząsteczkowo metody znajduje się w artykule opublikowanym na łamach Nature Photonics. Inteligentne lasery pozwalają nam selektywnie wzbudzać składniki – nawet te o niewielkich różnicach spektroskopowych. Możemy manipulować pulsami lasera, wzbudzając ten związek lub inny, opierając się na ich sygnaturach drganiowych. To zapewnia nam świetny kontrast – wyjaśnia Dantus. W przeszłości naukowcy mogli się zbliżyć do tego poziomu kontrastu, wprowadzając związki fluorescencyjne. Przy stymulowanej spektroskopii ramanowskiej (SRS) stosowanie markerów fluorescencyjnych przestaje już być konieczne. Obrazowanie SRS zapewnia większą specyficzność i możliwość mapowania konkretnych związków chemicznych w otoczeniu innych podobnych (interferencyjnych), np. cholesterolu w obecności lipidów. Wśród dodatkowych zastosowań aplikacji Amerykanie wymieniają dokładne badanie, jak związki chemiczne penetrują włosy i skórę oraz jak leki wnikają w tkanki i do jakich interakcji tkanka-lek w ogóle dochodzi. W ten sposób naukowcy zyskują szansę na zminimalizowanie skutków ubocznych związanych z zażywaniem danego medykamentu, co powinno przyspieszyć jego ewentualną komercjalizację. Poza tym Dantus wykorzystał opisywaną technologię obrazowania do wykrywania na odległość śladów niebezpiecznych związków.
  3. Intel poinformował o dokonaniu niezwykle ważnego kroku na drodze do zastąpienia podzespołów elektronicznych układami fotonicznymi. Koncern pokazał prototyp pierwszego w historii bazującego na krzemie łącza optycznego ze zintegrowanym laserem. Już w tej chwili jest ono w stanie przesyłać dane na duże odległości z prędkością 50 gigabitów na sekundę. Obecnie do przesyłania danych w urządzeniach elektronicznych wykorzystywana jest miedź. Sygnał elektryczny ulega w niej degradacji, dlatego też podzespoły muszą być umieszczone blisko siebie. Tylko dzięki temu jesteśmy w stanie osiągnąć odpowiednią jakość sygnału i duże prędkości jego przepływu. Wykorzystanie wynalazku Intela oznacza, że dane można będzie przesyłać szybciej i na większe odległości. To z kolei wpłynie w przyszłości na sposób projektowania komputerów i całkowicie zmieni architekturę centrów bazodanowych. Dzięki krzemowej fotonice poszczególne elementy superkomputerów czy części bazy danych nie będą musiały znajdować się blisko siebie. Będzie można rozsiać je wygodnie po całym budynku lub nawet zespole budynków. Z kolei w domu, za pomocą cienkiego kabla optycznego będziemy mogli połączyć odtwarzacz wideo z olbrzymim ekranem znajdującym się w innym pomieszczeniu i mieć pewność, że uzyskany obraz będzie niezwykle wysokiej jakości. Zastąpienie łączy miedzianych optycznymi umożliwi zbudowanie jeszcze potężniejszych superkomputerów niż obecnie. Justin Rattner, prezes ds. technologicznych Intela, powiedział, że 50-gigabitowe optyczne łącze posłuży inżynierom koncernu do testowania i rozwijania nowych pomysłów. Celem firmy jest opracowanie technologii, która pozwoli na tanie przesyłanie olbrzymich ilości danych za pomocą szybkich łączy bez konieczności używania egzotycznych materiałów, takich jak np. arsenek galu. Najnowsze osiągnięcie Intela było możliwe dzięki wcześniejszym badaniom, podczas których wynaleziono m.in. pierwszy krzemowy laser czy wysoko wydajne optyczne modulatory i fotodetektory. O osiągnięciach tych informowaliśmy w przeszłości. Teraz Intel wykorzystał cztery lasery, w których świetle dane są kodowane z prędkością 12,5 Gb/s. Promienie są następnie łączone, dzięki czemu uzyskujemy przepływ danych rzędu 50 gigabitów na sekundę. Na drugim końcu łącza znajduje się układ, który ponownie rozdziela promienie i kieruje je do czterech fotodetektorów, zamieniających dane w sygnały elektryczne. Całość została wykonana przy użyciu technik i materiałów używanych obecnie w przemyśle półprzewodnikowym. Opisanej powyżej technologii nie zobaczymy jednak w najbliższym czasie w naszych komputerach. Intel chce ją skomercjalizować dopiero wówczas, gdy uda się osiągnąć transfer danych rzędu 1 Tb/s. Inżynierowie koncernu pracują zatem nad umieszczeniem w układzie większej liczby laserów oraz nad zwiększeniem prędkości pracy modulatora. Jednak co nieco z prac Intela trafi w nasze ręce w nieodległym czasie. Firma pracuje bowiem jednocześnie nad technologią Light Peak, której celem jest opracowanie technologii optycznej, która będzie w stanie przesyłać na firmowej platformie dane z prędkością 10 Gb/s bez względu na rodzaj wykorzystanego protokołu.
  4. Na Uniwersytecie w Bonn powstał kondensat Bosego-Einsteina stworzony z fotonów. Dotychczas sądzono, że fotony nie nadają się do jego tworzenia. Osiągnięcie niemieckich naukowców pozwoli na pojawienie się nowych źródeł światła, opracowania laserów pracujących z promieniami X czy zbudowania bardziej wydajnych układów scalonych. Kondensat Bosego-Einsteina to nowy stan skupienia materii. Został on przewidziany przez Sayendrę Natha Bosego i Alberta Einsteina w latach 20. ubiegłego wieku, a otrzymano go dopiero w roku 1995. Z kondensatem mamy do czynienia wówczas, gdy po przekroczeniu temperatury krytycznej znaczna część cząstek zaczyna zachowywać się identycznie, przypominając jedną cząstkę. Dotychczas kondensatu nie udało się uzyskać z fotonów, gdyż znikają one podczas schładzania. Uczeni z Bonn zastosowali dwa lustra, pomiędzy którymi odbijali promień światła. Między lustrami znajdował się roztwór z pigmentem. Fotony uderzały w molekuły pigmentu i były przezeń wchłaniane, a następnie ponownie uwalnianie. Podczas tego procesu fotony przyjmowały temperaturę płynu. Schłodziły się do temperatury pokojowej i nie były tracone - wyjaśnia profesor Martin Weitz. Następnie za pomocą lasera, którym wzbudzono cząstki pigmentu, zwiększono liczbę fotonów pomiędzy lustrami. To tak bardzo zwiększyło koncentrację schłodzonych fotonów, że zaczęły się one zachowywać jak jeden superfoton. Uzyskano w ten sposób fotonowy kondensat Bosego-Einsteina. Okazał się on nowym źródłem światła o właściwościach podobnych do lasera. Jednak w porównaniu z laserami ma on pewną olbrzymią zaletę. Obecnie nie jesteśmy w stanie zbudować laserów pracujących z bardzo krótkimi falami, np. w zakresie ultrafioletu czy fal X. Powinno być to możliwe dzięki zastosowaniu fotonowego kondensatu Bosego-Einsteina - mówi Jan Klars. Jeśli takie lasery powstaną, z pewnością trafią do fabryk mikroprocesorów, gdzie lasery wykorzystywane są do tworzenia obwodów logicznych. Laser pracujący ze światłem o krótszej długości fali pozwala na większą precyzję, umożliwia tworzenie mniejszych elementów, a co za tym idzie - bardziej wydajnych układów.
  5. Huangyang Chen, naukowiec z Uniwersytetu Soochow w Jiangsu zaproponował koncepcję "efektu antylustrzanego". Powoduje on, że wiele obiektów wygląda jak jeden. Jest to zatem przeciwieństwo lustra, które powoduje, iż jeden obiekt widzimy podwójnie lub wielokrotnie. Demonstrując swój pomysł, Chen opisuje dwa identyczne cylindryczne idealne przewodniki elektryczne umieszczone po dwóch stronach idealnej soczewki wykonanej z materiału o ujemnym indeksie refrakcji. Z pewnej odległości oba przewodniki będą wyglądały jak jeden. Jeśli później jeden z cylindrycznych przewodników zamienimy na urządzenie o kształcie eliptycznym, będą wyglądały jak urządzenie o kształcie eliptyczno-cylindrycznym. Dalsze prace wykazały, że iluzje eliptyczno-cylindryczne mogą zastąpić oba prawdziwe cylindryczne przewodniki i zobaczymy jedną iluzję. Oba iluzoryczne przedmioty są bowiem na tyle blisko siebie, że ich przestrzenie się nakładają. Efekt antylustrzany pojawia się dzięki rozszerzeniu zanikającej fali przez idealną soczewkę - wyjaśnia Chen. Jego prace mogą mieć praktyczne zastosowanie np. w produkcji oświetlenia LED. Producenci lamp wykorzystujących diody zmagają się bowiem z problemem osiągnięcia odpowiedniej jasności. Jedną z metod jego rozwiązania jest umieszczenie wielu diod w pojedynczej lampie. Jednak wówczas przestrzeń nie jest oświetlana równomiernie. Zastosowanie efektu antylustrzanego umożliwiłoby osiągnięcie wrażenia, że źródłem światła jest pojedyncza LED. Uzyskalibyśmy wówczas równomierne oświetlenie. Taka sama metoda mogłaby posłużyć do zwiększenia mocy i zachowania jednolitości światła laserowego. Zwykle jednolitość światła jest zaburzana wskutek interferencji fal emitowanych przez różne źródła. Dzięki efektowi antylustrzanemu wiele spójnych źródeł światła działałoby jak jedno o tej samej częstotliwości i fazie, co podwajałoby amplitudę i czterokrotnie zwiększało całkowitą moc systemu.
  6. Dzięki laserowemu łączeniu i dzieleniu molekuł uzyskano nową optyczną metodę gęstego zapisu informacji, która może posłużyć do nanoszenia ukrytych danych. Dane mogą zostać odczytane tylko za pomocą obrazowania wspomaganego generacją drugiej harmonicznej, a zatem przy użyciu techniki optyki nieliniowej, nie będą widoczne gdy posłużymy się optyką liniową. Zespół z francuskiego uniwersytetu w Angers, pracujący pod kierunkiem Konstantinosa Iliopoulosa, stworzył polimery bazujące na kumarynie. Mają one tę właściwość,że pod wpływem światła laserowego o długości fali większej niż 300 nm powstają z nich dimery, a gdy długość jest mniejsza niż 280 nm, dimery ponownie stają się dwoma osobnymi molekułami. Cały proces można kontrolować i wykorzystywać podczas zapisu, odczytu i usuwania informacji. Denis Gindre, jeden z twórców nowej techniki zapisu, wskazuje na jej trzy zasadnicze zalety; wysoką gęstość zapisu, możliwość wielokrotnego wprowadzania danych oraz niemożność wykrycia informacji za pomocą optyki liniowej. Dane można odczytać za pomocą obrazowania wspomaganego generacją drugiej harmonicznej (SHG), kiedy to fotony oddziałują na polimer. Poziom sygnałów SHG jest znacząco niższy z obszarów zapisanych niż z niezapisanego tła, co tworzy dwa poziomy logiczne. Testy wykazały, że podczas odczytu nie dochodzi do utraty danych, gdyż światło ultrafioletowe generowane przez SHG nie jest absorbowane przez molekuły. Dane mogą być zapisywane w wielu różnych materiałach. Nie są widoczne za pomocą takich technik jak mikroskopia optyczna, polaryzacyjna, mikroskopia sił atomowych itp. Twórcy nowej metody mówią, że można ją wykorzystać np. to znakowania oryginalnych produktów, co ułatwi walkę z podróbkami.
  7. Naukowcy z Instituto Superior Tecnico w Lizbonie, Imperial College London, uniwersytetów St. Andrews, Lancaster i Strathclyde we współpracy ze specjalistami z brytyjskiego Central Laser Facility opublikowali teoretyczny dowód, który pozwoli znacząco udoskonalić lasery, opracować tańsze metody wytwarzania energii czy zrewolucjonizować procesy produkcyjne. Po dwóch latach prac nad zjawiskiem wzmocnienia Ramana dowiedli oni, że możliwe 1000-krotne skompresowanie długiego impulsu lasera i uzyskanie w ten sposób 300-krotnego zwiększenia jego intensywności. W praktyce oznacza to, że dzisiejsze bardzo drogie i skomplikowane systemy laserowe mogą zostać bardzo uproszczone, a przez to staną się tańsze i mniejsze. Badania portugalsko-brytyjskiego zespołu trwały dwa lata i wykorzystano podczas nich jedne z najpotężniejszych superkomputerów. Dzięki temu możliwe było sprawdzenie wszelkich aspektów badanego zjawiska. Doktor Raoul Trines mówi, że nigdy wcześniej nie sprawdzono aż tylu aspektów zjawiska. Teraz wiadomo, że w wielu przypadkach wzmocniony impuls nie zda egzaminu, gdyż promień nie skupi się na odpowiednio małym punkcie. Jednak w niektórych szczególnych zastosowaniach będzie on świetnie sprawdzającym się narzędziem. Uczeni chcą teraz zastosować wyniki swoich badań w pracach nad istniejącym laserem wysokiej mocy i przeprowadzić odpowiednie eksperymenty, które w przyszłości pozwolą na pełne wykorzystanie ich obliczeń.
  8. Amerykańscy uczeni dowiedli, że serce można stymulować nie tylko impulsami elektrycznymi, ale również światłem. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się laserowych rozruszników serca, nowej klasy urządzeń medycznych oraz pozwoli na przeprowadzenie niedostępnych dotychczas badań. Naukowcy z Case Western Reserve University oraz Vanderbilt University wykorzystali laser działający w podczerwieni, do regulowania rytmu serca kilkudniowego embrionu przepiórki. Mogli dzięki niemu przyspieszać i zwalniać puls, regulując w ten sposób siłę, z jaką krew uderza o mięsień. Metoda ta przyda się do sprawdzenia, w jaki sposób różny rytm serca może wpłynąć na pojawienie się w przyszłości chorób serca. Już wcześniejsze badania wykazały, że mięsień sercowy jest wrażliwy na różne tempo przepływu krwi, co znajduje swoje odbicie odpowiedzi genetycznej i molekularnej. Wykorzystanie lasera otwiera przed badaczami możliwości, których nie dają tradycyjne rozruszniki. "Gdy przykładam do tkanki napięcie elektryczne, prąd rozchodzi się wszędzie i stymulowany jest znacznie większy region. Tutaj możemy skoncentrować promień i, teoretycznie, stymulować nawet pojedynczą komórkę" - mówi Michael Jenkins z Case Western. Użycie lasera ma i tę zaletę, że nie niszczy komórek. Wykorzystanie prądu często prowadzi co zniszczenia części z nich, co wprowadza do eksperymentów niepożądane zmienne. Być może w przyszłości powstaną laserowe rozruszniki serca. Jednak zanim to się stanie, naukowcy muszą zbadać, co powoduje, że światło wpływa na działanie serca. Jedna z teorii mówi, że fotony są absorbowane przez molekuły wody, co prowadzi do lokalnego wzrostu temperatury. To z kolei wpływa na transport sodu przez błony komórkowe i wolniejsze lub szybsze skurcze. Teoria ta jest tym bardziej prawdopodobna, że niedawno uczeni z Vanderbilt University wykazali, iż za pomocą lasera można wywołać impulsy elektryczne w obwodowym układzie nerwowym. Światło wykorzystuje się do stymulacji komórek od niedługiego czasu. Jednak obecnie wykorzystywane techniki zakładają wprowadzenie do komórek genów z bakterii wrażliwych na działanie światła. Użycie lasera, a zatem stymulacja za pomocą molekuł wody a nie bakteryjnego DNA, jest znacznie prostszą techniką. Jednak, jak zauważa Loren Frank, profesor fizjologii z University of California z San Francisco, laser ma swoje ograniczenia. Może być użyty tylko tam, gdzie komórki odpowiadają na zmiany temperatury oraz gdzie dominuje jeden typ komórek. Laser, zdaniem Franka, nie sprawdzi się zatem przy stymulowaniu komórek mózgu. Jednak świetnie powinien spisać się w stymulacji serca. Chociażby dlatego, że krzemowe i szklane elementy laserów są znacznie bardziej obojętne dla komórek niż elementy metalowe, wykorzystywane w tradycyjnych rozrusznikach. Ponadto pacjenci z laserowymi rozrusznikami mogliby bezpiecznie korzystać z rezonansu magnetycznego. Ponadto, jak zauważył profesor E. Duco Jensen, problem z pobudzaniem komórek mózgu można częściowo obejść, badając odpowiedzi nerwów znajdujących się poza mózgiem.
  9. W tym roku mija pół wieku od skonstruowania pierwszego działającego lasera, przypomnijmy, że był to laser rubinowy, zbudowany przez Theodore'a Maimana. Zespół inżynierów z Uniwersytetu w Yale uczcił rocznicę w zaskakujący sposób: opublikował pomysł zbudowania... antylasera. Gdyby nie renoma placówki, można by pomyśleć, że to żart. Ale to całkiem poważna koncepcja. Jak mniej więcej każdy się orientuje, laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania) to urządzenie emitujące monochromatyczną (jednobarwną) i spójną (nierozproszoną) wiązkę światła. Koncepcja jego odwrotności, czyli antylasera, to urządzenie pochłaniające wiązkę światła o określonej długości fali (barwie). Pochłanianie wybranej długości światła pozwoliłoby na uzyskanie wąskiej „czarnej dziury" w spektrum światła, jak tłumaczy A. Douglas Stone, członek zespołu. Autorzy nazywają swój - na razie teoretyczny - wynalazek „spójnym absorberem doskonałym" (coherent perfect absorber) lub „laserem wstecznego czasu" (time-reversed laser). Jak mówi Marin Soljačić z MIT, znany ze słynnego opracowania sposobu na bezprzewodowe przekazywanie energii elektrycznej: zaskakujące, że przez pięć dekad nikt nie wpadł na taki prosty pomysł. Laser na dobre zawojował świat, znajdując tak wiele zastosowań, że trudno byłoby znaleźć dom, czy zakład pracy, gdzie nie znajdowałoby się kilka laserów. Antylaser nie ma może takiego potencjału, ale z pewnością znajdzie zastosowanie w kilku dziedzinach techniki, jak przełączniki optyczne w komputerach, dzięki możliwości natychmiastowej zmiany stanu z pochłaniającego światło na nieaktywny. Oczywiście, najpierw musi zostać skonstruowany i zbudowany naprawdę, dotychczas pozostaje jedynie pomysłem na papierze. Ale przecież również laser był początkowo jedynie śmiałym pomysłem Gordona Goulda i potrzeba było kilku lat, żeby stał się rzeczywistością. Zastosowania już czekają - teoretyczne studium naukowców z Yale wymienia kilka z nich w artykule w Physical Review Letters.
  10. Niemieccy naukowcy dokonali pomiarów najmniejszego odstępu czasowego spotykanego w naturze. Przy okazji obalili założenie, jakoby elektrony były wybijane przez światło z orbit atomów bez żadnego opóźnienia. Fotoemisja to zjawisko opisane i wyjaśnione przez Einsteina ponad 100 lat temu. Polega ono na emisji elektronów przez atom. Dochodzi do niej w momencie, gdy światło padające na atom na tyle wzbudzi elektrony, że wypadają one ze swoich orbit. Dotychczas sądzono, że do emisji elektronów dochodzi natychmiast po uderzeniu fotonów w atom, a zatem, że pomiędzy tymi wydarzeniami nie istnieje żadna przerwa czasowa. Uczeni z Instytutu Maksa Plancka, Uniwersytetu Technicznego w Monachium oraz Uniwersytetu Ludwika Maxymiliana w Monachium wraz z kolegami z Austrii, Grecji i Arabii Saudyjskiej postanowili sprawdzić to, co dotychczas uchodziło za pewnik. Naukowcy wykorzystali laser działający w bliskiej podczerwieni, który wysyłał w kierunku atomów neonu impulsy trwające mniej niż 4 femtosekundy (10-15 sekundy). Jednocześnie atomy były bombardowane impulsami w dalekim ultrafiolecie trwającymi 180 attosekund (10-18 sekundy). Dzięki takiej konfiguracji naukowcy byli w stanie precyzyjnie określić, kiedy poszczególne elektrony opuściły swoje orbity. Okazało się, że elektrony z różnych orbit, mimo że były jednocześnie wzbudzane przez fotony, nie opuszczały ich w tym samym czasie. Opóźnienie jednych względem drugich wynosiło około 20 attosekund. Opóźnieniem tym zajęli się następnie teoretycy z Austrii i Grecji. Skomplikowane wyliczenia matematyczne potwierdziły, że ma ono miejsce, jednak wynikało z nich, że nie powinno przekraczać 5 attosekund. Eksperci wyjaśniają, że różnice pomiędzy obliczeniami a eksperymentami mogą wynikać z natury atomów neonu. W ich skład wchodzi bowiem 10 elektronów, co czyni je na tyle skomplikowanymi, że współczesne superkomputery nie radzą sobie z przeprowadzaniem precyzyjnych obliczeń. Teoretycy spekulują, że względne opóźnienie w opuszczaniu orbit może wynikać z faktu, że elektrony nie oddziałują tylko z jądrem atomu, ale też ze sobą nawzajem. A zatem położenie jednego elektronu w stosunku do innych decyduje o tym, kiedy sąsiedzi go "uwolnią" i umożliwią opuszczenie orbity.
  11. Zespół złożony z naukowców z czterech uczelni wyższych dokonał przełomu, który może przyczynić się do powstania komputerów kwantowych zbudowanych z... krzemu. Uczeni z University of Surrey, University College London, Herriot-Watt University oraz Instytutu Fizyki Plazmy z Utrechtu byli w stanie, po raz pierwszy w historii, kontrolować w krzemie zdolność elektronu do przebywania w dwóch miejscach jednocześnie. Elektron umieszczono w dwóch różnych miejscach za pomocą niezwykle intensywnych, krótkotrwałych impulsów lasera pracującego w dalekiej podczerwieni. W ten sposób, dzięki laserowi Dutch Felix stworono kwantową superpozycję elektronu. Oznacza to, że zbudowanie bazującego na krzemie komputera kwantowego może być w zasięgu ręki - powiedział profesor Ben Murgin z University of Surrey. W najbliższych latach mogą powstać pierwsze urządzenia dokonujące obliczeń dzięki nowej technice opracowanej przez brytyjsko-holenderski zespół.
  12. Naukowcy z MIT-u w ramach projektu Mouseless stworzyli... niewidzialną myszkę komputerową. Wyeliminowali to urządzenie, ale jednocześnie umożliwili korzystanie z niego. Pranav Mistry, Liyan Chang i Pattie Maes opracowali laser na podczerwień oraz sprzężoną z nim kamerę, dzięki którym można sterować komputerem. Laser oświetla dłoń użytkownika tworząc na niej jasne punkty, a kamera rejestruje obraz, interpretuje ruchy dłoni i przekłada je na odpowiednie ruchy myszki. Kursor na ekranie reaguje tak, jakbyśmy naprawdę poruszali myszką. Niestety, naukowcy nie planują rynkowej premiery swojego wynalazku. Pracują obecnie nad jego ulepszeniem tak, by w przyszłości wykorzystać swoje doświadczenie podczas opracowywania systemu rozpoznawania gestów. To z kolei pozwoli na stworzenie znacznie doskonalszej niewidzialnej myszy, która nie będzie miała ograniczeń obecnie używanych myszek fizycznych. http://www.youtube.com/watch?v=yHGODp0b8Ks&hl=pl_PL&fs=1
  13. Grupa europejskich naukowców zaobserwowała ruch elektronów w molekułach. To niezwykle istotne osiągnięcie, które ułatwi obserwowanie i rozumienie reakcji chemicznych. Uczeni, pracujący pod kierunkiem profesora Marca Vrakkinga z Instytutu Maksa Borna, wykorzystali attosekundowe impulsy lasera. Dopiero to pozwoliło na przeprowadzenie niedostępnych wcześniej obserwacji. Attosekunda to 10-18 sekundy. W tym czasie światło zdąży przebyć odległość zaledwie jednej milionowej milimetra, czyli tyle, ile mierzy sobie średnica wielu molekuł. Dzięki attosekundowym impulsom światła możliwe było wykonanie "zdjęć" elektronów w molekułach. Uczeni badali molekułę wodoru, składającą się z dwóch protonów i dwóch elektronów. Laser został wykorzytany do sprawdzenia, w jaki sposób w molekule zachodzi jonizacja. Podczas tego procesu jeden elektron jest usuwany z molekuły i zmienia się stan energetyczny drugiego. Najpierw potraktowaliśmy molekułę wodoru attosekundowym impulsem lasera. To doprowadziło do usunięcia elektronu - molekuła została zjonizowana. Ponadto podzieliliśmy molekułę na dwie części za pomocą lasera podczerwonego. W ten sposób mogliśmy zbadać, jak ładunek rozkłada się pomiędzy dwoma fragmentami. Jako, że jednego elektronu brakowało, jedna z części była naładowana dodatnio, a druga była obojętna. Wiedzieliśmy, że brakujący elektron jest w części obojętnej - mówi profesor Vrakking. Od dziesiątków lat naukowcy próbowali przeprowadzić podobne obserwacje. Używano do tego celu jednak lasera femtosekundowego, którego impuls trwa 1000-krotnie dłużej niż w przypadku lasera attosekundowego. Przy tej skali można było obserwować ruch atomów i molekuł, ale nie elektronów.
  14. Specjaliści z Fujitsu i Universytetu Tokijskiego poinformowali o przeprowadzeniu udanych prób szybkiej transmisji danych, podczas których wykorzystano lasery z kropek kwantowych. Informacje przesłano z prędkością 25 gigabitów na sekundę. Lasery z kropek kwantowych są postrzegane jako przyszłość telekomunikacji. Pozwalają bowiem na szybkie przekazywanie informacji przy minimalnym zapotrzebowaniu na energię. Są przy tym mniej wrażliwe na zmiany temperatury i wysyłają dane na większe odległości. Japończycy już teraz osiągnęli prędkość transmisji rzędu 25 Gb/s i nie wykluczają, że w przyszłości dzięki takim laserom uda się przesyłać dane z prędkością 100 Gb/s. Dotychczas za pomocą tego typu urządzeń udawało się przesyłać do 10 gigabitów na sekundę. Zwiększenie wydajności laserów wymagało od Fujitsu i Uniwersytetu Tokijskiego opracowania nowej technologii ich produkcji oraz zwiększenia liczby kropek wchodzących w skład lasera. Jednocześnie uzyskano spore oszczędności, gdyż nowa technologia pozwoliła na rezygnację z kosztownych obudów zawierających kontrolery temperatury. Zwiększono zatem wydajność laserów, jednocześnie obniżając koszty ich produkcji.
  15. Na amerykańskim Wake Forest University powstało inspirowane drukarką atramentową urządzenie, które umożliwia bezpośrednie pokrycie poparzeń czy ran komórkami skóry i tkanki łącznej. Uszkodzone miejsce zostaje skutecznie zabezpieczone, przez co wielu postrzega ten wynalazek jako alternatywę dla przeszczepów i ratunek dla ofiar pożarów, wojen lub stopy cukrzycowej. Dotąd aparat testowano wyłącznie na myszach. Teraz zamontowano go na ramie, którą można zawiesić nad pacjentem. Na wstępie laser określa rozmiar, głębokość i kształt rany. Potem dosłownie nadrukowujemy na nią komórki. Jesteśmy w stanie umieścić odpowiednie komórki tam, gdzie powinny trafić – wyjaśnia pracujący nad projektem doktorant Kyle Binder. Testy na gryzoniach pokazały, że dzięki bioprintingowi skóra goi się prędko i bezpiecznie, czym wynalazcy nie omieszkali się zresztą pochwalić na ostatnim Translational Regenerative Medicine Forum. Jak donosi Binder, cała rana zasklepia się w zaledwie 2-3 tygodnie. Gdy u innych myszy usuwano płat skóry podobnej wielkości, bez sprejowania lezja goiła się przez 5 tygodni. Uniwersyteckie Centrum Medyczne będzie się ubiegać o pozwolenie od amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) na prowadzenie testów na ludziach. Najpierw jednak z drukarką zapoznają się świnie, których skóra przypomina ludzką. Akademicy współpracują z Instytutem Medycyny Regeneracyjnej Sił Zbrojnych Stanów Zjednoczonych, ponieważ w zamyśle ich rozwiązania mają posłużyć m.in. rannym żołnierzom. Podczas eksperymentów zespół Bindera rozpuszczał kawałki skóry, oddzielając w ten sposób i oczyszczając różne typy komórek, w tym fibroblasty (komórki tkanki łącznej właściwej) i keratynocyty (komórki naskórka biorące udział w keratynizacji). Po zakończeniu tego etapu umieszczano je w pożywce, gdzie miały się namnażać. Ostatecznie wszystko trafiało do drukarki, która najpierw nakładała warstwę fibroblastów, a następnie keratynocytów. Wynalazek może uratować życie poważnie poparzonym chorym, którzy umierają w ciągu dwóch tygodni, chyba że przejdą przeszczep skóry. Nie da się też ukryć, że po zabiegu tym pozostają blizny, a wtryskiwane komórki doskonale wpasowują się w otaczającą tkankę, prawdopodobnie dlatego, że w spreju znajdują się również komórki macierzyste.
  16. Naukowcy z University of Missouri opracowali interesującą metodę wykrywania przerzutów czerniaka (nowotworu skóry wywodzącego się z komórek zwanych melanocytami) w węzłach chłonnych. Zaproponowana technika polega na wykrywaniu ultradźwięków wytwarzanych podczas uwalniania energii dostarczonej wcześniej do komórek nowotworowych za pomocą lasera. Nowa metoda, opracowana przez zespół dr. Johna Viatora, wykorzystuje fakt, że komórki czerniaka aż w 95% przypadków wytwarzają brązowy barwnik - melaninę. Zdolność tego związku do pochłaniania niektórych barw światła jest na tyle charakterystyczna, że możliwe jest wybiórcze przekazanie im znacznej ilości energii za pomocą odpowiednio dobranego lasera. Ilość energii przekazanej próbce podejrzewanej o zawartość melaniny (i tym samym o obecność melanocytów, które w zdrowym organizmie nie powinny występować nigdzie poza skórą) można, jak udowadnia dr Viator, z łatwością zmierzyć za pomocą prostego detektora ultradźwięków. Właśnie wytwarzanie fal tego rodzaju jest bowiem jedną z głównych form energii uwalnianej do otoczenia przez "naładowane" laserem melanocyty. Skuteczność nowej metody udowodniono podczas eksperymentów na węzłach chłonnych pobranych od psów. Badanie właśnie tych struktur nie było przypadkowe, bowiem właśnie w węzłach spotyka się najczęściej pierwsze mikroprzerzuty czerniaka. Jak wykazali badacze z University of Missouri, nowa technika pozwala na skuteczne wykrywanie przerzutów liczących zaledwie 500 komórek. Oznacza to, że możliwe jest wykrycie zmiany na bardzo wczesnym etapie, na którym często udaje się jeszcze doprowadzić do całkowitego wyleczenia. W najbliższym czasie zespół dr. Viatora planuje przetestowanie nowej techniki na węzłach chłonnych pobranych od ludzi. Jeżeli wyniki potwierdzą się, możliwe stanie się włączenie nowej metody do kanonu metod diagnostycznych stosowanych w diagnostyce czerniaka. Jest to ogromna szansa, bowiem w wielu sytuacjach technika ta mogłaby okazać się tańsza i szybsza od tradycyjnego badania z wykorzystaniem mikroskopu. O szczegółach swojego wynalazku badacze poinformowali na łamach czasopisma Journal of Biomedical Engineering.
  17. Hitachi informuje o osiągnięciu rekordowo dużej gęstości upakowania danych na dysku twardym. Japończykom udało się zapisać 2,5 terabita na calu kwadratowym. To pięciokrotnie więcej, niż w obecnie sprzedawanych dyskach twardych. Tak gęste upakowanie danych możliwe było dzięki technologii wspomaganego ciepłem zapisu magnetycznego. O pracach nad nią, które prowadzi Seagate, informowaliśmy już przed rokiem. Japończycy użyli podobnej techniki co Amerykanie. Wyposażyli swoją głowicę w źródło światła, które podgrzewa cząstki materiału magnetycznego podczas gdy głowica zapisuje dane. Gdy cząstki ostygną, stają się stabilne. Dzięki temu nie ma niebezpieczeństwa, że przy bardzo gęstym ich upakowaniu, będą traciły swój stan i przybierały przypadkowe położenia, co skutkowałoby utratą danych. W rozwiązaniu Hitachi emitowana wiązka światła ma średnicę nie większą niż 20 nanometrów. To pozwala na stabilne zapisywanie danych w komórkach o wymiarach 28x9 nanometrów, czyli umożliwia osiągnięcie gęstości rzędu 2,5 terabita na cal kwadratowy. Opracowywanie nowych technologii zapisu danych na HDD to być albo nie być przemysłu pamięci masowych. Fizyczne możliwości zapisu przy obecnie wykorzystywanych technologiach natrafią na nieprzekraczalną granicę przy gęstości około 1 terabita na cal kwadratowy. Rosnące zapotrzebowanie na pamięci masowe oraz silna rynkowa presja na obniżanie ceny za gigabajt przestrzeni wymuszają prowadzenie intensywnych prac badawczo-rozwojowych.
  18. Naukowcy z MIT-u zaprezentowali pierwszy laser z germanu, który generuje fale światła o długości przydatnej w komunikacji. To jednocześnie pierwszy laser germanowy działający w temperaturze pokojowej. German, w przeciwieństwie do wielu innych materiałów, może być łatwo wykorzystany we współczesnym przemyśle półprzewodnikowym. Ponadto, co niezwykle ważne, skonstruowanie wspomnianego lasera dowodzi, że, wbrew wcześniejszym przewidywaniom, półprzewodniki z pośrednim pasmem wzbronionym mogą posłużyć do produkcji laserów. To niezwykle ważny krok w kierunku budowy komputerów przesyłających dane, a niewykluczone że i dokonujących obliczeń, za pomocą światła w miejsce elektryczności. Rosnąca wydajność obliczeniowa układów scalonych oznacza, że pomiędzy poszczególnymi komponentami komputera trzeba przesyłać coraz więcej danych. Wykorzystywanie do tego celu prądu elektrycznego ma tę wadę, że im szybciej chcemy przesłać informacje, tym więcej energii musimy zużyć. Znacznie bardziej wydajną metodą jest użycie światła, jednak tutaj pojawia się konieczność opracowania taniego sposobu integracji podzespołów optycznych i elektronicznych w jednym układzie scalonym. Wprowadzenie każdego nowego rodzaju podzespołów do układu scalonego to poważne wyzwanie. Trzeba bowiem znaleźć taki materiał, który pozwala na wyprodukowanie pożądanego podzespołu o potrzebnych właściwościach, a który jednocześnie dobrze wiąże się chemicznie z warstwami układu scalonego znajdującymi się pod nim i nad nim. Ponadto proces nakładania nowego podzespołu musi odbywać się w temperaturach i środowisku chemicznym odpowiednich dla innych materiałów tworzących układ scalony. Wiele takich materiałów źle "współpracuje" z krzemem, dlatego np. proces umieszczania w chipie laserów z arsenku galu jest bardzo skomplikowany i kosztowny. Tymczasem techniki pracy z germanem są dobrze poznane, znacznie prostsze i tańsze. German wykorzystywany jest od lat przez większość producentów półprzewodników. Służy on do produkcji rozciągniętego krzemu, w którym elektrony poruszają się szybciej, niż w zwykłym krzemie. We współczesnej elektronice wykorzystywane są takie półprzewodniki jak krzem, german czy arsenek galu. Ten ostatni jest materiałem o bezpośrednim paśmie wzbronionym. W środowisku naukowym krążyła opinia, że materiały z pośrednim pasmem wzbronionym nigdy nie wygenerują światła laserowego - mówi Jurgen Michel z Electronic Materials Research Group, który brał udział w opracowaniu germanowego lasera. Tego uczą w szkole - wtóruje mu profesor Lionel Kimerling, szef grupy badawczej. Dzieje się tak dlatego, gdyż w półprzewodniku elektron znajdujący się w paśmie przewodzenia może przyjąć jeden z dwóch stanów. W jednym z nich uwalnia energię w postaci fotonu, w drugim - w inny sposób, np. w postaci ciepła. W materiałach o bezpośrednim paśmie wzbronionym stan, w którym emitowany jest foton, jest niższym stanem energetycznym. W półprzewodnikach o paśmie pośrednim, niższym stanem jest drugi z nich. Tak więc w sposób naturalny elektron emituje foton tylko w półprzewodnikach o paśmie bezpośrednim. Naukowcom z MIT-u udało się jednak zmusić elektrony germanu do przejścia w wyższy, emitujący fotony, stan energetyczny. Jedna z metod to wzbogacenie kryształu germanu o fosfor, który posiada pięć zewnętrznych elektronów, podczas gdy german ma ich cztery. Każdy atom fosforu daje zatem jeden dodatkowy elektron, który wypełnia niższy stan energetyczny powodując, że pobudzone elektrony germanu pozostają w stanie wyższym i emitują foton. Z wyliczeń uczonych wynika, że optymalny poziom domieszkowania germanu wynosi 1020 atomów fosforu na każdy centymetr sześcienny germanu. Obecnie udało im się opracować technologię, pozwalającą na domieszkowanie na poziomie 1019 i już zaobserwowano emisję światła laserowego. Drugim sposobem na zmuszenie elektronów germanu do przyjęcia wyższego stanu energetycznego jest zmniejszenie różnicy pomiędzy stanem wyższym a niższym, co zwiększa prawdopodobieństwo, iż elektrony znajdą się w wyższym stanie. Aby tego dokonać, uczeni rozciągnęli german umieszczając go w podwyższonej temperaturze na krzemie. Po schłodzeniu krzem nie skurczył się, a stygnące atomy germanu, próbując dopasować się do atomów krzemu, nieco zwiększyły odległości pomiędzy sobą. Odpowiednio manipulując kątem i odległościami wiązań atomowych, uczeni byli w stanie zmienić wartości poziomów energetycznych. Przy okazji, jak pochwalił się Kimerling, jego zespół wynalazł technikę umieszczania germanu na krzemie i kontrolowania całego procesu.
  19. Naukowcy z University of Utah wyjaśnili działanie polimerowego lasera, który opracowali przed 10 laty. Dotychczas nie było wiadomo, na jakiej zasadzie pracuje, więc niektórzy specjaliści w ogóle podejrzewali, że polimerowy laser to oszustwo. Teraz uczeni z Utah zauważyli, że w polimerach istnieją wolne przestrzenie, które działają jak lustra i to dzięki nim pracuje ich laser. Do tej pory nikt nie wiedział, jak to działa. Udało nam się sfotografować te przestrzenie. To wielki krok w kierunku zrozumienia zjawiska, w którego istnienie wielu nie wierzyło - powiedział profesor Zeev Valy Vardeny, twórca polimerowego lasera. Tradycyjne lasery korzystają najczęściej z precyzyjnie ustawionych luster, które działają jak rezonatory. Jednak w laserach takiego typu, jak wynaleziony przez Valy Vardeny, światło nie wędruje pomiędzy celowo ustawionymi lustrami, ale pomiędzy przypadkowo rozrzuconymi ośrodkami, od których się odbija. W roku 1999 profesor Vardeny opisał laser z przypadkowo rozłożonymi ośrodkami emisji. Wraz z zespołem pokazał on urządzenie, które wykorzystywało polimer i emitowało światło o różnych długościach fali w wąskim paśmie podczerwieni. Emisja wyglądała tak, jak generowana przez laser z rezonatorem optycznym. Problem w tym, że nie było żadnych rezonatorów. Nikt nie rozumiał zasady jego działania - mówi Vardeny. Wkrótce inne grupy naukowców zaczęły opracowywać podobne lasery korzystające z innych materiałów. Teraz zespół Valy Vardeny'ego oświetlił wykorzystywany przez siebie polimer zielonym światłem tradycyjnego lasera, co wywołało czerwoną emisję z polimeru. Badacze skupili soczewki na konkretnym, niewielkim obszarze polimeru i wykonali 10 000 zdjęć. Po ich nałożeniu na siebie znaleźli niewielkie przestrzenie, które działają jak lustra. Dzięki wykorzystaniu transformacji Fouriera byli w stanie dokładnie zbadać właściwości "luster". Profesor Vardeny rozpoczął teraz badania nad wykorzystywaniem swojego lasera do wykrywania komórek nowotworowych. Już w 2004 roku w Applied Physics Letters opublikował artykuł, w którym opisywał, eksperyment, podczas którego do tkanek - zdrowej oraz nowotworowej - wstrzyknięto czerwony fluoroscencyjny barwnik, a następnie oświetlono je laserem Okazało się, że emisja światła z tkanki chorej była inna niż ze zdrowej. Ma to związek prawdopodobnie z faktem, iż ma ona mniej uporządkowaną strukturę. Zeev Valy Vardeny uważa, że zrozumienie mechanizmu działania nowego lasera pozwoli na stworzenie zautomatyzowanych testów, umożliwiających szybkie rozpoznawanie nowotworów.
  20. Brytyjscy naukowcy z uniwersytetów w Bristolu, Glasgow i Southampton wykorzystali matematyczną teorię węzłów, do stworzenia hologramu, w którym światło tworzy optyczne wiry. Dzięki temu pokazali, jak można w praktyce zastosować abstrakcyjną teorię. Ich prace przyczynią się do lepszego zrozumienia światła i będą miały duże znaczenie dla rozwoju laserów. Światło porusza się w przestrzeni w sposób podobny do wody w rzece. Co prawda bardzo często porusza się po liniach prostych,może jednak tworzyć optyczne wiry. Wzdłuż nich intensywność światła jest równa zero. Całe światło wokół nas jest wypełnione tymi ciemnymi liniami - mówi doktor Mark Dennis. Linie te można zauważyć tworząc odpowiedni hologram. Zdaniem profesora Miles Padgetta, hologram, który powstał dzięki teorii węzłów, przyda się w przyszłości do tworzenia doskonalszych laserów.
  21. Naukowcy z California Institute of Technology (Caltech) niedawno opracowali nowe techniki obrazowania, które teraz pozwoliły im na wykonanie zdjęć pól elektrycznych tworzących się wskutek interakcji elektronów i fotonów. Mogli też śledzić zmiany zachodzące w strukturach w skali atomowej. Czterowymiarowa mikroskopia (4D) wykorzystuje pojedynczy elektron, który do tradycyjnej mikroskopii elektronowej wprowadza wymiar czasu, dzięki czemu możliwe jest śledzenie zmian w skali atomowej. Podczas testów naukowcy byli w stanie skupiać strumień elektronów na wybranym przez siebie obszarze obserwowanego obiektu. W tradycyjnej mikroskopii strumień elektronów uderza w obiekt, elektrony odbijają się od atomów obiektu, trafiają do detektora, dzięki któremu uzyskujemy obraz. Jeśli jednak atomy obiektu się poruszają, obraz jest zamazany, przez co części detali nie można dostrzec. Uczeni z Caltechu wykorzystali impulsy elektronów w miejsce stałego ich strumienia. Najpierw testowa próbka, w tym wypadku był to kawałek krystalicznego krzemu, jest podgrzewana za pomocą krótkiego impulsu lasera. Następnie trafia w nią femtosekundowy impuls elektronów. Dzięki temu, że trwa on niewiarygodnie krótko, atomy w próbce nie zdążą przemieścić się na zbyt dużą odległość, dzięki czemu uzyskujemy ostry obraz. Odpowiednio dobierając czas pomiędzy kolejnymi podgrzaniami próbki a bombardowaniem jej elektronami, naukowcy mogą wykonać całą serię "fotografii", którą następnie składają w "film". Technikę tą opracował wybitny naukowiec Ahmed Zewail, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Brał on też udział, wraz z Brettem Barwickiem i Davidem Flanniganem, w stworzeniu techniki nazwanej indukowaną przez fotony mikroskopią elektronową bliskiego pola (PINEM). Korzysta ona z faktu, że w nanostrukturach fotony generują zanikające pole elektryczne, które może być źródłem energii dla elektronów. Uczeni wykorzystali ten fakt do oświetlania niektórych materiałów impulsem lasera, co powodowało, że materiały te zaczynały "świecić". Rozbłysk trwał bardo krótko, od dziesiątek do setek femtosekund, wystarczająco jednak długo, by udało się go zarejestrować. Podczas swoich eksperymentów uczeni oświetlali impulsami lasera węglowe nanorurki i srebrne nanokable. Natychmiast po impulsie laserowym w kierunku próbek wysyłano elektrony, które "żywiły" się energią generowanych przez fotony pól elektrycznych. Ilość energii pobieranej przez elektrony była proporcjonalna do długości fali światła laserowego. Technika ta pozwala na obrazowanie zanikających pól elektrycznych dzięki badaniom zmian w poziomie energii poszczególnych elektronów. Jak zauważyli twórcy nowej techniki, otwiera ona nowe możliwości przed specjalistami zajmującymi się plazmoniką, fotoniką i dyscyplinami pokrewnymi. To, co jest najbardziej interesujące z punktu widzenia fizyki to fakt, że możemy obrazować fotony za pomocą elektronów. W przeszłości, z powodu trudności w odróżnieniu energii i momentu elektronów i fotonów, nie sądziliśmy, że uda się uzyskać technikę podobną do PINEM czy że uda się zwizualizować to w czasie i przestrzeni - stwierdził Zewail.
  22. Przeprowadzono testy pierwszego uniwersalnego, programowalnego komputera kwantowego. Odbyły się one w warunkach laboratoryjnych i ujawniły sporo problemów, które muszą zostać rozwiązane, zanim tego typu komputer pojawi się poza laboratorium. Podczas testów prowadzonych przez zespół Davida Hanneke użyto urządzenia skonstruowanego przez amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST). Maszyna wykonuje obliczenia na dwóch kubitach (kwantowych bitach). Obliczenia kwantowe były wykonywane już wcześniej, jednak dotychczas udawało się je przeprowadzać tylko dla pewnych specyficznych algorytmów. Teraz amerykańscy naukowcy pokazali, w jaki sposób wykonywać każdy rodzaj kwantowych obliczeń za pomocą tego samego urządzenia. Jego sercem jest pokryta złotem płytka aluminium. Umieszczono na niej elektromagnetyczną pułapkę o średnicy 200 nanometrów, w której uwięziono dwa jony magnezu i dwa berylu. Magnez działa jak rodzaj "zamrażarki", eliminując niepożądane wibracje i utrzymując stabilność systemu jonów. Całość uzupełniały lasery, w których świetle zakodowano kwantowe bramki logiczne. Seria impulsów z zakodowanymi bramkami trafia w jony, a wyniki są odczytywane przez inny laser. Spośród nieskończonej liczby operacji, które można przeprowadzić na dwóch kubitach, wybrano 160 przypadkowych, by sprawdzić uniwersalny charakter komputera. Podczas każdej z operacji oba jony berylu były ostrzeliwane impulsami lasera, w których zakodowano 31 różnych bramek logicznych. Każdy ze 160 programów został uruchomiony 900 razy. Uzyskane wyniki porównano z teoretycznymi wyliczeniami i okazało się, że maszyna pracuje tak, jak to przewidziano. Stwierdzono, że każda bramka logiczna pracuje z ponad 90-procentową dokładnością, jednak po ich połączeniu system osiągnął dokładność około 79%. Działo się tak dlatego, że istnieją niewielkie różnice w intensywności impulsów z różnymi zakodowanymi bramkami. Ponadto impulsy muszą być rozdzielane, odbijane i przechodzą wiele innych operacji, przez co wprowadzane są kolejne błędy. Mimo osiągnięcia dobrych rezultatów, system musi być znacznie poprawiony. Naukowcy z NIST mówią, że musi on osiągnąć dokładność rzędu 99,99% zanim trafi do komputerów. By tego dokonać należy poprawić stabilność laserów i zmniejszyć liczbę błędów wynikających z interakcji światła z komponentami optycznymi.
  23. Zespół z Laboratorium Badawczego Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych prowadzi zaawansowane badania nad bezprzewodowym przesyłaniem kwantowych informacji zakodowanych w świetle lasera. Opracowany przez uczonych system umożliwia szybkie przesłanie danych na odległość kilkudziesięciu kilometrów. Zakodowane w świetle lasera kwantowe informacje są o tyle bezpieczne, że każda próba podsłuchu prowadzi do zmiany danych, a więc podsłuchiwani natychmiast się o tym dowiedzą. Wysyłanie zakodowanych w świetle informacji jest niezwykle trudne jeśli nie odbywa się ono za pośrednictwem kabla. W powietrzu występuje bowiem olbrzymia liczba czynników, które mogą zakłócić komunikację. Są nimi turbulencje, zmiany temperatury czy wiatry wiejące w atmosferze. Amerykańskim uczonym, pracującym pod kierunkiem doktora Davida H. Hughesa udało się przeprowadzić laserową transmisję danych na odległość 35 kilometrów. Informacje zostały skutecznie przesłane zarówno wówczas, gdy ich odbiorca znajdował się na ziemi, jak i wtedy, gdy odczytywał je na pokładzie samolotu lecącego na wysokości 3000 metrów. W najbliższym czasie chcą przeprowadzić kolejny test z jeszcze wyżej lecącym samolotem. Specjaliści mają nadzieję, że już wkrótce ich system znajdzie zastosowanie podczas codziennej pracy lotnictwa wojskowego. W przyszłości nowa technologia może pozwolić pilotom na jednoczesny odbiór olbrzymich ilości danych z wielu punktów, takich jak np. inne samoloty załogowe i bezzałogowe.
  24. Nissan pokazał robota-zabawkę, który może przyczynić się do zmniejszenia liczby wypadków samochodowych. Robot Eporo może poruszać się w grupie 7 podobnych urządzeń i jest w stanie unikać zderzenia z innymi robotami. Każdy z nich używa laserów do pomiaru odległości pomiędzy przeszkodami, a informacje są na bieżąco wymieniane pomiędzy urządzeniami. Dzięki temu, gdy jedno z urządzeń gwałtownie zmieni kierunek, inne poruszają się tak, by uniknąć zderzenia z nim. Toshiyuki Andou z Nissana zdradza, że jego zespół wzorował się na ławicach ryb. Każde ze zwierząt ma tam zapewnioną pewną swobodę ruchu i poziom bezpieczeństwa, który gwarantuje, że przy gwałtownych zmianach kierunku poruszania się, nie wpadnie na inną rybę z ławicy. W przyszłości rozwiązania zastosowane w Eporo mogą zostać użyte w produkowanych seryjnie samochodach.
  25. Z mechaniki kwantowej znamy pojęcie superpozycji, czyli dwóch różnych stanów lub pozycji jednocześnie przyjmowanych przez obiekt. Superpozycja to niezwykle delikatny stan, który może zostać "zniszczony" przez jakikolwiek kontakt ze światem zewnętrznym. Dlatego też zjawisko superpozycji występuje w fizyce kwantowej, ale nie obserwujemy go już w naszym świecie. Wiemy, że atomy czy kwanty mogą znajdować się superpozycji. Obecnie największymi obiektami, które udało się naukowcom wprowadzić w stan superpozycji są molekuły. Oriol Romero-Isar z Instytutu Maksa Plancka uważa jednak, że może wraz ze swoim zespołem wprowadzić w stan superpozycji niewielkie formy życia. Wcześniej jednak jako eksperymentalny model posłuży wirus grypy, gdyż jest on w stanie przetrwać w próżni, a więc można przeprowadzić eksperyment, nie obawiając się, że superpozycja zostanie zaburzona przez cząsteczki powietrza. Uczeni chcą użyć skrzyżowanych promieni dwóch laserów. W miejscu krzyżowania się światła powstaje "zagłębienie optyczne", w którym zostanie uwięziony wirus. Następnie, dzięki odpowiednio dobranej częstotliwości promieni, fotony będą absorbowały energię wibrującego wirusa z okolicy jego środka ciężkości tak długo, aż mikroorganizm znajdzie się w najniższym możliwym stanie energetycznym. Gdy już tak się stanie, będzie gotowy do przyjęcia superpozycji. Tę można uzyskać wysyłając foton w kierunku pułapki. Foton zostanie jednocześnie odbity od pułapki i trafi do niej, wprowadzając ją w superpozycję. To z kolei powinno spowodować, że uwięziony wirus będzie jednocześnie znajdował się w najniższym stanie energetycznym i jakimś wyższym stanie energetycznym. Opracowali naprawdę sprytny eksperyment i, jak sądzę, możliwy do przeprowadzenia - chwali swoich niemieckich kolegów Peter Knight z Imperial College London. Romero-Isart już spekuluje, że podobnemu eksperymentowi uda się poddać niesporczaki, bardzo małe zwierzęta wodne, które są w stanie przeżyć w bardzo niekorzystnych warunkach.
×
×
  • Create New...