Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Teoretyczne manipulowanie czasoprzestrzenią

Recommended Posts

Naukowcy z Imperial College London opracowali teoretyczną koncepcję manipulowania światłem przechodzącym w pobliżu obiektu. To oznacza, że teoretycznie możliwe jest ukrycie przed obserwatorem rozgrywających się wydarzeń tak, by nie zdawał on sobie z tego sprawy.

Jak wcześniej donosiliśmy, profesor John Pendry z UCL opracował ideę czapki-niewidki stworzonej z metamateriałów. Teraz zespół pracujący pod kierunkiem profesora Martina McCalla matematcznie rozszerzył pomysł Pendry'ego na ukrywanie całych zdarzeń, a nie tylko obiektów.

Światło zwalnia gdy wnika w materiał. Jednak teoretycznie możliwe jest manipulowanie promieniami światła tak, by niektóre przyspieszały, a inne zwalniały - mówi McCall. Twierdzi on, że w ten sposób można spowodować, iż część światła dotrze do obserwatora przed zdarzeniem, a część się znacznie spóźni. W efekcie przez krótki czas wydarzenie nie będzie oświetlone i nie będziemy mogli go obserwować. To z kolei prowadzi do teoretyczej możliwości niezauważalnej dla obserwatora manipulacji energię, informacją i materią. Jak mówi McCall, gdy będziemy obserwowali osobę poruszającą się korytarzem, sprawi to na nas takie wrażenie, jakby używała ona znanego ze StarTreka transportera, gdyż nagle pojawi się w innym miejscu, niż była jeszcze przed chwilą. Teoretycznie osoba ta mogłaby zrobić coś, czego obserwator nie dostrzeże.

Ukrywanie poruszających się ludzi to wciąż jedynie wizja z dziedziny science-fiction, jednak model zespołu McCalla może znaleźć praktyczne zastosowanie w optyce czy elektronice.

Doktor Paul Kinsler opracował już prototypową architekturę dla łączy optycznych i układów logicznych, która korzysta z koncepcji McCalla. Pomysł Kinslera zakłada, że przesył danych mógłby zostać zatrzymany w celu przeprowadzenia obliczeń, których wyniki powinny dotrzeć wcześniej. Z punktu widzenia innych części układu scalonego czy sieci przetwarzanie informacji wyglądałoby na ciągłe. Uzyskano by w ten sposób "przerwanie bez przerwania". Alberto Favaro, jeden z członków zespołu badawczego, wyjaśnia to w ten sposób: wyobraźmy sobie kanał przesyłu danych komputerowych jako autostradę pełną samochodów. Chcemy, by przez autostradę przeszedł pieszy, ale by nie prowadziło to do zatrzymania ruchu. Spowalniamy więc samochody znajdujące się przed przejściem, a te, które są na nim i za nim, przyspieszamy. Tworzymy w ten sposób przerwę, którą pieszy może przejść. W tym samym czasie obserwator stojący na dalszym odcinku autostrady nie zauważy niczego oprócz płynnie poruszających się samochodów. Uczeni, tworząc swoją koncepcję, musieli zmierzyć się z problemem przyspieszenia przesyłanych danych bez naruszania praw teorii względności. Favaro poradził sobie z tym, projektując teoretyczny materiał, którego właściwości zmieniają się w czasie i przestrzeni.

Jesteśmy pewni, że koncepcja czasoprzestrzennej czapki-niewidki otwiera przed nami wiele różnych możliwości. Jednak na obecnym etapie to praca czysto teoretyczna i musimy dopracować szczegóły potencjalnych zastosowań - mówi McCall.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
×
×
  • Create New...