Znajdź zawartość

Amerykańska Akademia Nauk przeprowadziła na zlecenie NASA badania, z których wynika, że poważne zagrożenie dla naszej cywilizacji może stanowić... Słońce. Nagły wzrost aktywności gwiazdy zniszczy satelity, systemy telekomunikacyjne i energetyczne. Wiadomo, że do dużych skoków aktywności słonecznej dochodziło w przeszłości, jednak ludzkość ich nie odczuła, gdyż rozwój technologiczny stał na dużo niższym poziomie. W dokumencie opracowanym przez zespół profesora Daniela Bakera z Colorado University, czytamy: pomimo tego, że nagły skok aktywności jest rzadkim wydarzeniem, niesie ono ze sobą niebezpieczeństwo długotrwałych katastrofalnych następstw dla sieci energetycznych i ich użytkowników. Skutki będą odczuwane w infrastrukturze zależnej od dostaw prądu, jak na przykład, w systemach dystrybucji wody, w których problemy pojawią się po kilkunastu godzinach czy systemach dystrybucji żywności i leków, gdzie pojawią się w ciągu 12-24 godzin. Odczujemy też je w systemach grzewczych, klimatyzacyjnych, gospodarki ściekami, transporcie, dostawach paliwa, systemach telekomunikacyjnych itp., itd. Podsumowując swoje wnioski, naukowcy stwierdzają: obecne procedury zarządzania siecią energetyczną USA... są niewystarczające w przypadku pojawienia się poważnych zaburzeń, do których dochodziło już w przeszłości. W poważnym niebezpieczeństwie znajdą się przede wszystkim satelity, a wraz z nimi, cały system GPS. Uczeni mówią, że musimy lepiej poznać fizykę Słońca, by móc ochronić się przed negatywnym wpływem naszej gwiazdy.

Profesor Hong Tang i jego zespół z Yale University udowodnili, że maszyny - przynajmniej w skali nano - mogą być napędzane światłem. Otwiera do drogę do skonstruowania nowej klasy półprzewodnikowych urządzeń, od superszybkich energooszczędnych sieci telekomunikacyjnych, po czujniki i podzespoły komputerów kwantowych. Siła wywierana przez światło jest zbyt mała, byśmy ją odczuli w codziennym życiu, jednak jest wystarczająca w skali nano - mówi profesor Tang. Od dawna istnieją teorie, głoszące, że sama siła fali świetlnej jest zdolna poruszać obiekty. W laboratoriach udawało się za pomocą lasera manewrować pojedynczymi obiektami w roztworach. Wymaga to jednak silnych laserów i skomplikowanej aparatury, zużywającej sporo energii. Zespół Tanga potrafi zrobić to wszystko w znacznie prostszy sposób. Zamiast poruszać cząsteczkami, zintegrowaliśmy wiele urządzeń na krzemowym układzie scalonym i je uruchomiliśmy - informuje jeden z badaczy, Mo Li. Światło poruszało się w układzie podobnie, jak czyni to prąd elektryczny - dzięki wcześniej stworzonym ścieżkom. Intensywność światła w skali nano jest olbrzymia. Oceniamy, że jasność jaką uzyskaliśmy, jest milion razy większa, niż przy wystawieniu obiektu na działanie Słońca - mówi jeden z naukowców. Na pojedynczym układzie scalonym umieściliśmy setki urządzeń i wszystkie działały - dodaje Tang. Wykorzystanie światła do bezpośredniego napędzania urządzeń skutkuje olbrzymimi oszczędnościami energii i zwiększeniem wydajności pracy. Bardzo dobrze widać to na przykładzie sieci telekomunikacyjnych. Obecnie wykorzystujemy światło do przesyłania danych. Jednak w sieciach musimy używać elektrycznych modulatorów, które z jednej strony kabla zamieniają sygnał elektryczny w optyczny kodując w nim dane, a z drugiej, dokonują odwrotnej operacji. Całość czyni sieci światłowodowe dość skomplikowanymi urządzeniami, wymagającymi do pracy sporo energii. Zespół Tanga stworzył optyczny modulator, który jednocześnie przenosi i moduluje sygnały. Wystarczyło użyć lasera, który wprawiał modulator w drgania o odpowiedniej częstotliwości, kodując w ten sposób dane. James Hone, profesor z Columbia University uważa, że prace jego kolegów z Yale to "techniczny przełom". Otwiera to drogę do produkcji optyczno-mechanicznych przełączników, które będą w stanie kierować jednym sygnałem świetlnym za pomocą drugiego - mówi Hone. Równie zachwycony jest chemik i fizyk profesor Adam Cohen z Uniwersytetu Harvarda. Wynalazek eliminuje bowiem konieczność przekładania sygnałów elektrycznych na optyczne i odwrotnie, co jest skomplikowane i spowalnia komunikację. Fakt, iż układ z Yale działa właśnie dzięki światłu, daje nadzieję na wyprodukowanie niezwykle precyzyjnych czujników chemicznych. Powinno być zatem możliwe wytworzenie optycznych oscylatorów i powiązanie ich z przeciwciałami reagującymi na konkretne białka, charakterystyczne dla różnych chorób. Zmiany długości fali światła wywołane obecnością białka pozwolą błyskawicznie zdiagnozować chorobę. Minie jeszcze wiele lat, zanim tego typu urządzenia powstaną. Na razie nanomechanizmy napędzane światłem znajdują się w bardzo wczesnym stadium rozwoju.

Inżynierowie Intela stworzyli najbardziej wydajny układ scalony przeznaczony do zastosowań telekomunikacyjnych. Kość jest w stanie kodować w świetle dane z prędkością 200 gigabitów na sekundę. Co ciekawe, układ wykonano z krzemu. Obecnie najbardziej wydajne układy tego typu pracują z prędkością 100 gigabitów na sekundę i nie korzystają z krzemu. Mają jednak tę wadę, że nie można ich wydajności zwiększać tak tanim kosztem, jak w przypadku układów krzemowych. Z drugiej jednak strony trzeba pamiętać, że przyszłością fotoniki wydają się takie materiały jak arsenek galu czy fosforek indu. Materiały te mają lepsze właściwości optyczne, a zatem bardziej nadają się do pracy z wykorzystywanym w telekomunikacji światłem. Nowa kość Intela rozbija strumień światła na osiem osobnych kanałów. Każdy z nich działa jak modulator, a więc koduje dane w świetle. Po ich zakodowaniu ponownie tworzony jest pojedynczy strumień. Mario Paniccia, dyrektor intelowskiego laboratorium zajmującego się krzemem i fotoniką, poinformował, że podczas testów każdy modulator pracował z niemal identyczną prędkością, która wynosiła 25 Gb/s. Dodał przy tym, że kanały testowano osobno, ale wkrótce zostaną opublikowane wyniki testów całości. Jednocześnie pracujące kanały mogą nawzajem się zakłócać, powodując spadek wydajności całego układu, jednak już wstępne wyniki pokazują, że, dzięki odpowiedniej architekturze, zakłócenia będą minimalne. Prowadzone przez Paniccię laboratorium to jeden z najważniejszych ośrodków pracujących nad krzemową fotoniką. Przed czterema laty powstał tam pierwszy krzemowy modulator działający z prędkością 1 Gb/s. Rok później stworzono krzemowy laser, a w 2006 roku - laser łączący fosforek indu z krzemem, co dowiodło, że lasery do zastosowań telekomunikacyjnych można budować z krzemu. Przed rokiem zaś informowaliśmy, że Paniccia i jego zespół stworzyli modulator, którego prędkość wynosiła 40 gigabitów na sekundę.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego jako pierwsi wybudowali tranzystor wykorzystujący kwazicząsteczki zwane ekscytonami. Tego typu tranzysory mogą przyspieszyć pracę urządzeń komunikacyjnych. Do komunikacji wykorzystujemy światło, jednak w pewnym momencie niesiona przez foton informacja musi być zmieniona w dane elektryczne. Konwertowanie sygnału z fotonów do elektronów i odwrotnie, ogranicza prędkość systemów komunikacyjnych. Profesor Leonid Butov, który wraz z kolegami stworzył nowy tranzystor, wyjaśnia: Nasz tranzystor przetwarza sygnały używając do tego celu ekscytonów, które, podobnie jak elektrony, mogą być kontrolowane za pomocą napięcia elektrycznego, jednak w przeciwieństwie do elektronów, po opuszczeniu obwodu samoistnie zmienia się w foton. Takie sprzężenie pomiędzy ekscytonem a fotonem wypełnia lukę pomiędzy komunikacją a obliczaniem. Ekscytony to pary elektron-dziura. Są one tworzone przez światło w półprzewodnikach. Butov i jego współpracownicy użyli "studni kwantowych", które pozwoliły na utrzymanie pomiędzy elektronem a dziurą odległości kilku nanometrów. Taka konfiguracja pozwalała na kontrolowanie za pomocą napięcia elektrycznego powstających ekscytonów. Dzięki niemu można ekscyton zatrzymać lub go uwolnić i zezwolić na opuszczenie półprzewodnika. Opuszczając go ekscyton zanika emitując swoją energię w postaci rozbłysku światła. Naukowcy stworzyli już prosty układ scalony z bramkami i byli w stanie precyzyjnie kontrolować przepływ ekscytonów. Poruszają się one bardzo szybko. Przełączanie stanu bramki trwa około 200 pikosekund. Ekscytony nadają się zatem do przeprowadzania obliczeń, chociaż tutaj nie mają przewagi nad elektronami. Poruszają się z podobną prędkością, a ich wadą jest fakt, że wymagają nowych materiałów. Obecnie wykorzystywane półprzewodniki z arsenku galu wymagają np. schłodzenia do bardzo niskich temperatur, w przeciwnym razie ekscytony nie powstaną.

Stany Zjednoczone, Szwecja i Japonia to kraje, które najlepiej ze wszystkich wykorzystują technologie telekomunikacyjne w celu poprawienia poziomu życia swoich obywateli. Connectivity Scorecard, stworzony przez profesora Leonarda Wavermana z London Business School, to kwestionariusz badawczy, który bierze pod uwagę około 30 różnych kryteriów pozwalających zbadać sposób używania osiągnięć telekomunikacji. Wszystkie inne badania mierzą tylko jak wiele zainwestowano w sektor ICT (technologie informacyjne i komunikacyjne - red.) – mówi profesor Ilkka Lakaniemi z Nokia Siemens Networks, która zamówiła badania. Lakaniemi zwraca uwagę na to, że w badaniach Wavermana Korea Południowa uplasowała się w środku stawki, tymczasem w innych badaniach zajmuje najwyższe pozycje. Jasno wskazuje to, że Koreańczycy bardzo dużo inwestują, ale nienajlepiej wykorzystują te inwestycje. W Korei Południowej państwo bardzo interesuje się inwestycjami w telekomunikację, ale są one słabo wykorzystywane przez przemysł. Z rozwoju telekomunikacji korzystają tam przede wszystkim klienci indywidualni. Istnieje wiele aplikacji konsumenckich, wiele aplikacji rozrywkowych i tym podobnych rzeczy, ale nie służą one zwiększeniu produktywności – zauważa Lakaniemi. W skali wykorzystania telekomunikacji w celu poprawienia poziomu życia obywateli przyznawano od 1 do 10 punktów. Sporządzono dwie listy, a ich wyników nie można ze sobą porównywać. Lista „gospodarek nastawionych na innowację” wygląda następująco:USA 6,97 pkt.,Szwecja 6,83 pkt.,Japonia 6,80 pkt.,Kanada 6,50 pkt.,Finlandia 6.10 pkt.,Wielka Brytania 6,10 pkt.,Australia 5,93 pkt.,Niemcy 5,52 pkt.,Francja 5,07 pkt.,Korea Południowa 4,78 pkt.,Hongkong 4,46 pkt.,Włochy 3,85 pkt.,Hiszpania 3,56 pkt.,Węgry 3,18.,Czechy 3,11.,Polska 2,18. Na liście „gospodarek nastawionych na wydajność i surowce” znalazły się:Rosja 6.11 pkt.,Malezja 5,82 pkt.,Meksyk 4,37 pkt.,Brazylia 4,28 pkt.,RPA 4,11 pkt.,Chiny 3,42 pkt.,Filipiny 2,38 pkt.,Indie 1,68 pkt.,Nigeria 1,01 pkt.

Bitkom, niemiecka federacja przemysłu telekomunikacyjnego poinformowała, że w Niemczech jest więcej telefonów komórkowych niż obywateli. Federacja ocenia, że 1 sierpnia Niemcy używali 82,8 miliona telefonów. W tym czasie liczba mieszkańców Republiki federalnej wynosiła około 82 milionów osób.Do takiej sytuacji w dużej mierze przyczynia się polityka operatorów. Liczne obniżki, promocje i pojawiające się nowe atrakcyjne modele telefonów zachęcają Niemców do zakupu drugiego aparatu.