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

Światło z próżni

Recommended Posts

Naukowcy ze szwedzkiego Chalmers University of Technology stworzyli światło z... próżni. W ten sposób udowolnili prawdziwość teoretycznych założeń, które zaistniały w nauce przed 40 laty.

Utworzone przez uczonych fotony pojawiały się i znikały w próżni. Odkrycie opiera się na jednym z najbardziej niezwykłych założeń fizyki kwantowej, które mówi, że próżnia nie oznacza braku cząsteczek. W rzeczywistości jest ona pełna pojawiających się i znikających cząsteczek. Jako, że cząsteczki te są niezwykle ulotne, są uważane za cząsteczki wirtualne.

Christopher Wilson i jego zespół zmusili fotony, by przestały być wirtualne i stały się realne.

W 1970 roku pojawiła się teoria, że wirtualne fotony z próżni staną się fotonami realnymi, jeśli odbiją się od lustra, które porusza się niemal z prędkością światła.

Jako, że nie jest możliwe spowodowanie, by lustro poruszało się tak szybko, zastosowaliśmy inny sposób na osiągnięcie tego samego efektu - mówi profesor Per Delsing. Zamiast zmieniać fizyczną odległość od lustra, zmieniliśmy elektryczną odległość od obwodu elektrycznego, który działa jak lustro dla mikrofal.

Takie „lustro" składa się z niezwykle czułego nadprzewodzącego urządzenia do interferencji kwantowej (SQUID). Naukowcy miliardy razy w ciągu sekundy zmieniali kierunek pola magnetycznego, dzięki czemu „lustro" wibrowało z prędkością 1/4 prędkości światła.

W wyniku tego z próżni pojawiały się pary fotonów, mogliśmy je mierzyć jako promieniowanie mikrofalowe. Właściwości tego promieniowania były dokładnie takie, jakie przewiduje teoria kwantowa dla par fotonów pojawiających się w ten sposób - mówi Per Delsing.

Naukowcy wyjaśniają, że „lustro" przekazuje część swojej energii kinetycznej wirtualnym fotonom, dzięki czemu stają się one fotonami realnymi. Jako, że masa spoczynkowa fotonu wynosi 0, nie wymagają one zbyt dużej energii by przejść ze stanu wirtualnego do realnego. Teoretycznie z próżni można też uzyskać inne cząsteczki, jak protony czy neutrony, jednak wymaga to znacznie więcej energii niż w przypadku fotonów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dwa pytania:

 

- czy da się z tego otrzymać więcej energii niż się włożyło? (chłodzenie próżni ?)

- czy da się z tego zrobić broń ?

 

Jeśli odpowiedź na oba pytania będzie pozytywna to być może zyskamy źródło o którym nam się nie śniło. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

A jeśli prawdziwa jest choćby tylko druga, to wiemy już, że badania będą miały gwarancję finansowania :/

Share this post


Link to post
Share on other sites

Naturalnie, że da się z tego zrobić broń - będzie to wspaniały oręż do walki z relatywistycznymi bazyliszkami. Już widzę SQUID w ekwipunku wiedźmina ...

 

@Jajcenty

Zasada zachowania energii oraz druga zasada termodynamiki w pas Ci się kłaniają i machają przyjaźnie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Naturalnie, że da się z tego zrobić broń - będzie to wspaniały oręż do walki z relatywistycznymi bazyliszkami. Już widzę SQUID w ekwipunku wiedźmina ...

 

@Jajcenty

Zasada zachowania energii oraz druga zasada termodynamiki w pas Ci się kłaniają i machają przyjaźnie.

 

Obie te zasady mogą być lokalne zaledwie. A druga zasada to już w ogóle dotyczy układów izolowanych.

 

Historia nauki dowodzi, że zasady w istocie nie są zasadami tylko ogólnymi wytycznymi :) Efekt Casimira, inflacja uniwersum, zasada nieoznaczoności, paradoks EPR i wyjaśnienienie dlaczego nie jest paradoksem, parowanie czarnych dziur - to wszystko przekonuje mnie, że istnieje sposób na pożyczenie dowolnie wielkich energii. Może być jak w "Końcu Wieczności" Asimova. :)

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zatem pięknie bym prosił o jakikolwiek argument na "lokalność" zasady zachowania energii :-).

 

Sądząc z wymienienia zasady nieoznaczoności chodzi Ci o coś innego, nie mniej ciekawego: zasada zachowania energii może zostać pogwałcona jeżeli zbrodnia zajdzie w "wystarczająco krótkim" odstępie czasu, ale i tak pożyczkę trzeba oddać. W jaki jednak sposób efekt Casimira, EPR, inflacja i reszta wymienionych ma świadczyć o możliwości dokonania takiej pożyczki dla jakichkolwiek energii (nie mówiąc już o dowolnych)?

 

A uklad, o którym jest mowa w artykule, jest izolowany. Zródełko na http://arxiv.org/abs/1105.4714 Tak na marginesie to właśnie jest efekt Casimira w jego dynamicznym wydaniu.

 

Nie twierdzę, że "zasady" należy traktować dogmatycznie, ale trzeba mieć namiastkę dowodu do ich podważenia. Inaczej utkniesz na radosnych spekulacjach. Oczywiście jeżeli tylko ładnie piszesz, to możesz to sprzedać - vide Michio Kaku & co. :-).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zatem pięknie bym prosił o jakikolwiek argument na "lokalność" zasady zachowania energii :-).

 

Wszechświat - czy jego sumaryczna energia jest dodatnia, ujemna czy zerowa? Z zasady zachowania wnosiłbym, że zerowa a jednak lokalnie zdarzają się miejsca dość energetyczne.

 

W jaki jednak sposób efekt Casimira, EPR, inflacja i reszta wymienionych ma świadczyć o możliwości dokonania takiej pożyczki dla jakichkolwiek energii (nie mówiąc już o dowolnych)?

 

Są to przykłady łamania zasad, Efekt Casimira - ciśnienie z niczego; EPR - skutek przed przyczyną; Inflacja - odległości mogą rosnąć szybciej niż wynika to z prędkości światła.; etc. itd.

 

Nie twierdzę, że "zasady" należy traktować dogmatycznie, ale trzeba mieć namiastkę dowodu do ich podważenia. Inaczej utkniesz na radosnych spekulacjach. Oczywiście jeżeli tylko ładnie piszesz, to możesz to sprzedać - vide Michio Kaku & co. :-).

 

Nie zapytałem czy to daje energię "z niczego" Zapytałem tylko czy to ma nadwyżkę. Nadwyżki można mieć. Lodówka ma nadwyżki a nie psuje II zasady ;P

Share this post


Link to post
Share on other sites

BTW.

pejoratywne

- vide Michio Kaku

jest tożsame z określeniem Centrum Nauki Kopernik, " naukowym disco polo", a przecież jedno i drugie ma swój konkretny target.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jak to zrobić?? trzeba zapytać magika on z kapelusza wyjmuje wirtualnego królika a następnie laseczką robi puk puk i królik jest już nie wirtualny. Fizycy też do cyrku chodzą.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Możliwe że te wirtualne cząstki które powjawiają się znikąd w próżni i znikają - pochodzą z równoległych wszechświatów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dwa pytania:

 

- czy da się z tego otrzymać więcej energii niż się włożyło? (chłodzenie próżni ?)

- czy da się z tego zrobić broń ?

 

Jeśli odpowiedź na oba pytania będzie pozytywna to być może zyskamy źródło o którym nam się nie śniło. :)

 

A może lepiej niewymagający "paliwa", zasilany tylko energią napęd do podróży w kosmosie? Warunkiem oczywiście jest synteza(?) cząstek o masie trochę większej od zera i nadanie im bardzo dużej prędkości :)

 

radar

Share this post


Link to post
Share on other sites

To coś kompletnie z poza mojego kręgu wiedzy i zainteresowań. Przypomniało mi się jedynie coś o Tesli. Zastanawiam się czy nie znajduję w tej informacji potwierdzenia, że cały wszechświat to jedno wielkie skupisko fal energetycznych o różnych fazach i amplitudach (znoszących się, wzmacniających, interferujących, itd...). Gdyby charakterystyka tych fal zależała od przenoszonej energii:

- rozszerzanie wszechświata miało by potwierdzenie w jego stygnięciu

- anihilacja materii i antymaterii było by znoszeniem się fal

- masa była by niczym innym jak ich wzajemnym oddziaływaniem w energetyczno-falowej "zupie"

Ot takie niczym niepoparte przemyślenia laika.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By Mariusz Błoński
      Ktoś zna rozwiązanie tej iluzji?
       

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kleszcze z gatunku Haemaphysalis flava zostały jako pierwsze sfilmowane żywe pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM). To nie lada osiągnięcie, zważywszy, że próbki umieszcza się w próżni i bombarduje wiązką elektronów.
      By próżnia nie doprowadziła przypadkiem do wybuchu, przed umieszczeniem w mikroskopie próbki pochodzenia biologicznego poddaje się liofilizacji niskotemperaturowej. W takiej właśnie komorze liofilizacyjnej podłączonej do pompy próżniowej Yasuhito Ishigaki z Kanazawa Medical University natrafił na żywe kleszcze. Nawet po półgodzinie, gdy większość powietrza już odessano, pajęczaki czuły się całkiem dobrze.
      Zadziwiony wytrzymałością pasażerów na gapę, Japończyk umieścił 20 osobników (8 dorosłych samic i 12 nimf) w SEM. Nie przygotowywał ich w jakiś specjalny sposób, tylko przykleił do taśmy przewodzącej (normalnie, ponieważ pozostała po liofilizacji substancja organiczna raczej nie odbija szybkich elektronów, ale je hamuje, trzeba zastosować powlekanie cienką warstwą metalu, np. złota).
      Akademik zrezygnował z metalowej powłoki (tzw. repliki), gdyż wiedział, że w przeszłości naukowcom i bez niej udawało się obserwować martwe kleszcze. We wnętrzu mikroskopu elektronowego musi panować wysoka próżnia, by elektrony nie rozpraszały się na cząsteczkach powietrza. Podczas eksperymentu zespołu Ishigakiego ciśnienie wysokiej próżni wynosiło 1.5×10−3 Pa. Pajęczaki poruszały odnóżami, a po wyjęciu z mikroskopu rozchodziły się na wszystkie strony. Wydaje się jednak, że "deszcz elektronów" zebrał swoje żniwo. Choć wszystkie osobniki przeżyły co najmniej 2 dni, bez kąpieli w ujemnie naładowanych cząstkach mogłyby żyć kilka tygodni. W niektórych przypadkach H. flava wydawały się podejmować próby ucieczki przed wiązką elektronów. Z dwojga złego lepsza jest próżnia, bo wszystko wskazuje na to, że kleszcze potrafią na długo wstrzymać oddech.
      Badanie Japończyka nie uzupełnia w jakiś znaczący sposób naszej wiedzy o kleszczach. W dotyczących ich studiach SEM wykorzystuje się już od lat 70. Teraz zdobyliśmy jedynie garść szczegółów związanych lokomocją tych pajęczaków.
      W 2008 r. ogłoszono, że niesporczaki potrafią przetrwać w kosmicznej próżni (tym samym stały się one pierwszymi zwierzętami, u których zidentyfikowano tę umiejętność). W ich przypadku "kontakt" miał jednak miejsce w stanie anhydrobiozy, a kleszcze w ogóle nie przygotowywały się do wyzwania.
       
       
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki grafenowym osłonom można uzyskać pod mikroskopem elektronowym precyzyjniejszy obraz bakterii. Widać je w naturalnych rozmiarach, wzrasta też rozdzielczość.
      Grafen tworzy warstwę o jednoatomowej grubości, jest nieprzepuszaczalny, optycznie przezroczysty, poza tym charakteryzuje go wysoka przewodność cieplna. Choć ma grubość zaledwie jednego atomu, nie przepuszcza nawet najdrobniejszych cząsteczek. Co więcej, jest wytrzymały i bardzo elastyczny, można mu więc nadać każdy kształt – wyjaśnia prof. Vikas Berry z Uniwersytetu Stanowego Kansas.
      Zespół Berry'ego zajmuje się badaniem grafenu już od 3 lat, jednak dopiero ostatnio naukowcy wpadli na pomysł wykorzystania tego nanomateriału w obrazowaniu komórek pod mikroskopem elektronowym. Wiązka elektronów może być w urządzeniu emitowana tylko w wysokiej próżni. Wytwarza się ją dzięki systemowi pomp. Prowadzi to jednak do usunięcia wody z komórek (zawierają jej od 70 do 80%) i obkurczenia. W rezultacie trudno uzyskać dokładny obraz komórki i jej składowych w stanie naturalnym. Gdy jednak bakterię lub inną komórkę otoczy się grafenową kapsułką, woda pozostaje na swoim miejscu.
      Grafen można "owinąć" wokół bakterii na dwa sposoby. Pierwsza metoda polega na ułożeniu na niej arkusza nanomateriału (naukowcy porównują to do przykrywania kocem czy pościelą). Druga polega na umieszczeniu komórki w roztworze, gdzie arkusze ją opatulają ze wszystkich stron. Obie techniki uwzględniają wykorzystanie białka, która nasila wiązanie arkuszy ze ścianą komórkową. Podczas eksperymentów po zapakowaniu w grafen bakterie nie zmieniały wielkości przez pół godziny, co dawało dużo czasu na badania.
      Ponieważ grafen jest dobrym przewodnikiem ciepła i elektryczności, odprowadza je poza powłokę, zapewniając klarowny obraz. Nieosłonięte komórki bakteryjne wydają się zaś pod mikroskopem elektronowym ciemne i nie da się odróżnić ich ścian.
      Berry ma nadzieję, że dzięki pomysłowi jego zespołu w przyszłości będzie można w czasie rzeczywistym obserwować biochemię bakterii. Łatwiej też będzie badać białka, które zachowują się inaczej, gdy są suche, a inaczej, kiedy znajdują się w roztworze wodnym.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z University of Michigan zbudowali teoretyczne podstawy do stworzenia czegoś z niczego. Opracowali oni nowe równania, które dowodzą, że wysokoenergetyczny strumień elektronów połączony z intensywnymi impulsami lasera jest w stanie oddzielić w próżni materię od antymaterii, co wywołałoby lawinę wydarzeń prowadzących do powstania dodatkowych par cząstek i antycząstek.
      Obliczyliśmy jak za pomocą pojedynczego elektronu stworzyć kilkaset cząstek. Sądzimy, że w naturze zjawiska takie zachodzą w pobliżu pulsarów i gwiazd neutronowych - stwierdził Igor Sokolov, który prowadził swoje badania wraz z Johnem Neesem.
      Uczeni przyjęli założenie, że próżnia nie jest pustką. Z rozważań wybitnego fizyka Paula Diraca wynika bowiem, że próżnia to kombinacja materii i antymaterii czyli cząstek i antycząstek. Nie możemy jednak stwierdzić ich obecności, gdyż dochodzi do ich anihilacji.
      Jednak, jak mówi Nees, w silnym polu elektromagnetycznym anihilacja może stać się źródłem nowych cząstek. Podczas anihilacji pojawiają się fotony gamma, które mogą wytwarzać dodatkowe elektrony i pozytrony.
      Teoria Sokolova i Neesa już zyskała miano teoretycznego przełomu i jakościowego skoku w teorii.
      Już pod koniec lat 90. ubiegłego wieku udało się w warunkach eksperymentalnych uzyskać fotony gamma i przypadkową parę elektron-pozytron. Wspomniane równanie opisuje sposób uzyskania większej liczby cząstek.
      Sokolov i Nees wiedzą też, w jaki sposób można doświadczalnie zweryfikować ich obliczenia. Do ich potwierdzenia konieczne byłoby wbudowanie lasera typu Herkules (to laser wykorzystywany na University of Michigan) w akcelerator cząstek podobny do SLAC National Accelerator Laboratory na Uniwersytecie Stanforda. Jednak w najbliższym czasie takie urządzenie z pewnością nie powstanie.
      Sam Sokolov zwraca uwagę na fascynujące filozoficzne pytania rodzące się w związku z jego pracą. Podstawowe pytania o to, czym jest próżnia, czym jest nicość wychodzą poza zakres nauki. Są one zakorzenione głęboko nie tylko w fizyce, ale też w filozoficznym pojmowaniu wszystkiego - rzeczywistości, życia, a nawet w religijnych pytaniach o to, czy świat mógł powstać z niczego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ming-Zher Poh, który w ramach studiów podyplomowych bierze udział w pracach Harvard-MIT Health Sciences and Technology wpadł na pomysł wykorzystania lustra do monitorowania pulsu, oddechu i ciśnienia krwi.
      Student chce wykorzystać fakt, że każdy z nas posiada w domu lustro i przekonuje, że dane dotyczące podstawowych funkcji organizmu można pobrać zdalnie, bez konieczności przyczepiania do ciała jakichkolwiek czujników.
      Jego pomysł polega na połączeniu lustra ze zwykłą kamerą internetową. Rejestruje ona postać stojącą przed lustrem, a dane przekazywane są do komputera. Tam odpowiednie oprogramowanie rozpoznaje twarz i mierzy niewielkie różnice w jasności wywoływane przepływem krwi. Pomaga w tym rozbicie obrazu na składowe RGB.
      Poh uważa, że takie nieinwazyjne pomiary przydadzą się zarówno w telemedycynie jak i w badaniach np. noworodków. A lustro w naszym domu mogłoby codziennie przeprowadzać badania i np. wyświetlać w rogu ich wyniki.
      Wstępne testy wykazały, że pomysł może zadziałać. Puls mierzony za pomocą kamery porównano z pomiarami wykonanymi przez profesjonalne urządzenie przeznaczone do tego celu. Różnica wynosiła zaledwie 3 uderzenie na minutę.
      Dużym wyzwaniem jest wykonywanie pomiarów u poruszającego się człowieka lub w zmieniającym się oświetleniu. Eksperymenty udowodniły, że niewielkie ruchy nie przeszkadzają w pomiarach. Ponadto okazało się, że możliwe jest jednoczesne rozpoznawanie i wykonywanie pomiarów dla trzech osób stojących przed kamerą.
      Wykorzystanie fotografii do tego typu pomiarów nie jest nowym pomysłem, jednak Poh zrobił to w wyjątkowo sprytny sposób. Fokko Wieringa, który już w 2005 roku opublikował artykuł na temat wykrywania pulsu za pomocą fotografii stwierdził, że bardzo ekscytujący w nowej metodzie jest fakt, że można skupić się na konkretnym miejscu twarzy i śledzić je (uzyskując w ten sposób tolerancję na ruchy wykonywane przez człowieka) oraz sprytna metoda przetwarzania danych. Uzyskana dzięki niej jakość sygnału pozwala na używanie taniej prostej kamery, nawet do badania umiarkowanie poruszających się osób. Możliwość jednoczesnego badania kilku osób również jest czymś nowym. W bardzo oryginalny sposób połączono tutaj kilka nowych rzeczy.
      Poh pracuje też nad rozszerzeniem swojej technologii o możliwość zdalnego mierzenia saturacji.
       
      http://www.youtube.com/watch?v=LyWnvAWEbWE
×
×
  • Create New...