Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Kwantowa komunikacja z satelitami
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Birmingham opublikowali na łamach Physical Review Letters artykuł, w którym niezwykle szczegółowo opisali naturę fotonów, ich interakcję z materią oraz sposób, w jaki są emitowane przez atomy i molekuły oraz kształtowane przez środowisko. W ten sposób mogli precyzyjnie opisać kształt pojedynczego fotonu. Zadanie to przekraczało dotychczas możliwości nauki, gdyż foton może propagować się w środowisku na niezliczoną liczbę sposobów, przez co trudno jest modelować interakcje, w jakie wchodzi.
Nasze obliczenia pozwoliły nam na przełożenie pozornie nierozwiązywalnego problemu w coś, co można obliczyć. A produktem ubocznym naszego modelu jest możliwość stworzenia obrazu pojedynczego fotonu, czego dotychczas nikt nie dokonał, mówi doktor Benjamin Yuen z Wydziału Fizyki i Astronomii University of Birmingham.
Współautorka badań, profesor Angela Demetriadou stwierdziła: geometria i właściwości optyczne środowiska mają olbrzymi wpływ na sposób emitowania fotonów, definiują ich kształt, barwę, a nawet to, z jakim prawdopodobieństwem istnieją.
Praca brytyjskich uczonych pogłębia naszą wiedzę na temat wymiany energii pomiędzy światłem a materią, pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób światło wpływa na bliższe i dalsze otoczenie. Pozwolą lepiej manipulować interakcjami światła z materią, a więc przyczynią się do udoskonalenia czujników, ogniw fotowoltaicznych czy komputerów kwantowych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Washington zauważyli, że są w stanie wykryć „atomowy oddech” czyli wibracje mechaniczne pomiędzy dwiema warstwami atomów. Dokonali tego obserwując światło emitowane przez atomy wzbudzone laserem. Odkryte zjawisko można wykorzystać do zakodowania i przesłania informacji kwantowej. Uczeni zbudowali urządzenie, które może stać się elementem składowym przyszłych technologii kwantowych.
To nowa platforma w skali atomowej, która wykorzystuje optomechanikę, szereg zjawisk w których ruch światła i ruch mechaniczny są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Mamy tutaj efekty kwantowe, które możemy wykorzystać do kontrolowania pojedynczego fotonu przemieszczającego się przez zintegrowane obwody optyczne, mówi profesor Mo Li, który stał na czele grupy badawczej.
Ostatnie badania bazowały na wcześniejszych pracach związanych z ekscytonami. To kwazicząstki w których można zakodować informację kwantową, a następnie przesłać ją w postaci fotonu, którego właściwości kwantowe (jak polaryzacja czy długość fali) pełnią rolę kubitu. A jako że kubit ten jest niesiony przez foton, informacja przemieszcza się z prędkością światła. Fotony są naturalnym wyborem jako nośnik informacji kwantowej, gdyż potrafimy przesyłać je za pomocą światłowodów szybko na duże odległości, nie tracą przy tym zbyt wielu informacji, dodaje doktorantka Adina Ripin.
Naukowcy pracowali w ekscytonami chcąc stworzyć urządzenie emitujące pojedyncze fotony. Obecnie w tym celu używa się atomowych macierzy, takich jak np. znajdujące się w diamentach. Jednak w macierzach takich występują naturalne defekty, które zaburzają pracę tego typu urządzeń. Naukowcy z Uniwersity of Washington chcieli precyzyjnie kontrolować miejsce, z którego będzie dochodziło do emisji fotonu.
Wykorzystali w tym celu nałożone na jednoatomowe warstwy diselenku wolframu. Dwie takie warstwy nałożyli na podłoże, na którym znajdowały się setki kolumienek o szerokości 200 nanometrów każda. Diselenek wolframu przykrył te kolumienki, a ich obecność pod spodem doprowadziła do pojawienia się niewielkich naprężeń w materiale. W wyniku naprężeń znajdujących się w miejscu każdej z kolumienek powstała kropka kwantowa. I to właśnie te kropki są miejscem, w którym dochodzi do emisji. Dzięki precyzyjnemu impulsowi laserowemu naukowcy byli w stanie wybić elektron, tworząc w ten sposób ekscytony. Każdy z ekscytonów składał się z ujemnie naładowanego elektronu z jednej warstwy diselenku wolframu i dodatnio naładowanej dziury z drugiej warstwy. Po chwili elektron wracał w miejsce, w którym przed chwilą się znajdował, a ekscyton emitował foton z zakodowaną informacją kwantową.
Okazało się jednak, że poza fotonami i ekscytonami jest coś jeszcze. Powstawały fonony, kwazicząstki będące produktem wibracji atomowych.
W ten sposób po raz pierwszy zaobserwowano fonony w emiterze pojedynczych fotonów w dwuwymiarowym systemie atomowym. Bliższe analizy wykazały, że każdy foton emitowany w ekscytonu był powiązany z jednym lub więcej fononami. Naukowcy postanowili więc wykorzystać to zjawisko. Okazało się, że za pomocą napięcia elektrycznego mogą wpływać na energię interakcji pomiędzy fotonami i fononami. Zmiany te są mierzalne i można je kontrolować.
To fascynujące, że możemy tutaj obserwować nowy typ hybrydowej platformy kwantowej. Badając interakcję pomiędzy fononami a kwantowymi emiterami, odkryliśmy zupełnie nową rzeczywistość i nowe możliwości kontrolowania i manipulowania stanami kwantowymi. To może prowadzić do kolejnych odkryć w przyszłości, dodaje Ruoming Peng, jeden z autorów badań.
W najbliższym czasie naukowcy chcą stworzyć falowody, za pomocą których będą przechwytywali wygenerowane fotony i kierowali je w wybrane miejsca. Mają tez zamiar skalować swój system, by jednocześnie kontrolować wiele emiterów oraz fonony. W ten sposób poszczególne emitery będą mogły wymieniać informacje, a to będzie stanowiło podstawę do zbudowania kwantowego obwodu. Naszym ostatecznym celem jest budowa zintegrowanego systemu kwantowych emiterów, które mogą wykorzystywać pojedyncze fotony przesyłane za pomocą przewodów optycznych oraz fonony i używać ich do kwantowych obliczeń, wyjaśnia Li.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Doktor Sławosz Uznański został wybrany przez Europejską Agencję Kosmiczną do Rezerwy Astronautów ESA. Dyrektor Generalny ESA, Josef Aschbacher, dokonał prezentacji 6 astronautów korpusu podstawowego oraz 11 rezerwowych. Astronauci rezerwowi mogą zostać wybrani do przeprowadzenia misji kosmicznej jeśli np. ESA rozszerzy programy załogowe.
Eliminacje, w czasie których Uznański pokonał 22 tysiące kandydatów, trwały przez 1,5 roku. Obejmowały testy wiedzy o kosmosie i technologiach, testy na inteligencję i sprawność obliczeń, umiejętność rozwiązywania złożonych problemów pod presją czasu czy odporności na stres.
Na co dzień doktor Uznański jest operatorem Wielkiego Zderzacza Hadronów, zajmuje się też projektowaniem elektroniki odpornej na promieniowanie. Nowo wybrany astronauta w 2008 roku ukończył z wyróżnieniem Politechnikę Łódzką, Uniwersytet w Nantes i Politechnikę w Nantes. Trzy lata później obronił doktorat na Uniwersytecie Aix-Marseille. Jest współautorem ponad 50 artykułów naukowych, wykładał projektowanie systemów kosmicznych na międzynarodowych szkołach inżynierskich, organizował warsztaty pomiędzy CERN i NASA, recenzował projekty satelitów komercyjnych.
To z pewnością jeden z najważniejszych dni w moim życiu, ale też wyjątkowy moment dla polskiej nauki i polskiego udziału w eksploracji kosmosu – docenienie naszych osiągnięć i podkreślenie potencjału. Jako Polak jestem dumy, że będę reprezentował nasz kraj przy realizacji wspólnego, europejskiego programu kosmicznego. Nasz udział w nim już jest istotny. Jestem przekonany, że będzie znacząco większy, cieszy się dr Uznański.
Prezes Polskiej Agencji Kosmicznej, Grzegorz Wrochna, uznał wybór Sławosza Uznańskiego za wyróżnienie dla Polski. Nasz rozwój i postęp cywilizacyjny jaki nastąpił w ostatnich dziesięcioleciach, został zauważony i doceniony przez partnerów europejskich. W czasie spotkań ESA usłyszałem wiele ciepłych słów o naszych firmach i naukowcach, którzy odgrywają coraz większą rolę w programach ESA. Mam nadzieję, że wybór Polaka do rezerwy astronautów będzie zarazem najlepszym bodźcem, do dalszego rozwoju sektora kosmicznego w Polsce, powiedział.
Dotychczas jedynym Polakiem w komosie był Mirosław Hermaszewski. W 1978 roku wziął on udział w misji Sojuz 30, przebywając w przestrzeni kosmicznej niemal 8 dni.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Europejska Agencja Kosmiczna i Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu podpisały w piątek - 24 czerwca - porozumienie, w wyniku którego w Polsce powstanie nowe laboratorium ESA: ESA_Lab@UPWr. Laboratorium ma być miejscem rozwijania systemów nawigacyjnych, transferu technologii, a także wymiany dla młodych naukowców, którzy chcą się rozwijać w obszarze badań kosmicznych i satelitarnych.
Zakres działalności ESA_Lab@UPWr
ESA_Lab@UPWr będzie się specjalizować w obszarze rozwoju Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych (GNSS) do celów precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji, wyznaczania orbit satelitów niskich i średnich, transferu czasu, badania ziemskiej atmosfery, w tym troposfery oraz jonosfery (czyli tzw. pogody kosmicznej), ruchu obrotowego Ziemi, a także procesów geodynamicznych - podkreślono w komunikacie uczelni.
Istotną częścią działalności będzie też organizowanie wspólnych szkoleń, seminariów i wreszcie wymiany dla studentów i młodych naukowców, którzy chcą się rozwijać w zakresie badań kosmicznych i satelitarnych.
Inne ESA_Lab@
Istnieje już kilkanaście laboratoriów ESA, założonych w europejskich instytucjach naukowo-dydaktycznych. Warto dodać, że wrocławskie centrum jest jedynym specjalizującym się w nawigacji satelitarnej w tej części Europy. Sieć naukowa, którą chce stworzyć ESA, ma promować młode talenty czy stanowić ułatwiający transfer technologii łącznik między uczelniami, instytucjami badawczymi i przemysłem kosmicznym.
Dotychczasowa współpraca UPWr i ESA
Współpraca UPWr i ESA trwa już wiele lat. Obecnie – w ramach włosko-francusko-polskiego konsorcjum - UPWr pracuje nad finansowanym przez ESA projektem systemu nawigacyjnego dla Księżyca. Polscy specjaliści odpowiadają m.in. za definicję struktury sygnału, który będzie nadawany przez satelity krążące wokół Srebrnego Globu czy analizę możliwości wykorzystania na potrzeby misji księżycowych słabych sygnałów systemów GPS czy Galileo docierających z okolic Ziemi. Uniwersytet Przyrodniczy ma jednak dłuższe doświadczenie we współpracy z ESA. Obie instytucje zajmowały się np. wyznaczaniem precyzyjnych orbit satelitów Galileo, GPS i GLONASS oraz wspólnie udowodniły – na podstawie ruchu satelitów nawigacyjnych – że Einstein prawidłowo przewidział zmiany kształtów orbit obiektów krążących wokół Ziemi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Europejska Agencja Kosmiczna opublikowała najdokładniejszą mapę Drogi Mlecznej. Jej tworzenie to główny cel misji sondy Gaia, która od 9 lat pracuje w przestrzeni kosmicznej. Sonda krąży wokół punktu libracyjnego L2, tego samego, w pobliżu którego znajduje się Teleskop Webba.
Udostępniony właśnie 3. zestaw danych z Gai zawiera nowe oraz poprawione informacje o niemal 2 miliardach gwiazd w naszej galaktyce. Znajdziemy tam nowe informacje o składzie chemicznym gwiazd, ich temperaturze, kolorze, masie, wieku i prędkości radialnej, czyli prędkości ich zbliżania się lub oddalania od sondy. Nowy katalog zawiera też informacje o masie i ewolucji 800 tys. gwiazd podwójnych, 156 tys. asteroid w Układzie Słonecznych, dane o 10 milionach gwiazd zmiennych oraz o milionach galaktyk i kwazarów poza Drogą Mleczną.
Jednak tym, co najbardziej zaskoczyło specjalistów jest zaobserwowanie przez Gaię trzęsień gwiazd. To niewielkie ruchy na powierzchni gwiazd, które zmieniają ich kształt. Gaia nie była projektowana do prowadzenia takich obserwacji, stąd zaskoczenie naukowców. To zresztą nie pierwsza niespodzianka.
Gaia już wcześniej zarejestrowała pulsacje radialne gwiazd, podczas których zmieniały one swoją objętość, zachowując przy tym kształt. Teraz jednak mamy do czynienia z pulsacjami nieradiacyjnymi, które przypominają wielkie tsunami i prowadzą do zmiany kształtu gwiazd. Takie zjawiska są trudniejsze do zarejestrowania. Mimo to Gai udało się zaobserwować je w przypadku tysięcy gwiazd. Co interesujące, te silne nieradialne trzęsienia gwiazd zarejestrowano na gwiazdach, które – zgodnie z obecnie obowiązującymi teoriami – nie powinny doświadczać takich zjawisk. Gaja otwiera skarbnicę wiedzy dla astrosejsmologii masywnych gwiazd, stwierdził Conny Aerts z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven.
Skład gwiazd może nam wiele powiedzieć o miejscu, w którym powstały, i ich późniejszej wędrówce. Dzięki temu zaś możemy poznać historię Drogi Mlecznej. Najnowszy zestaw danych z Gai to największa mapa chemiczna Drogi Mlecznej przedstawiona w formie trójwymiarowej. Pokazuje ona zarówno bezpośrednie sąsiedztwo Układu Słonecznego jak i niewielkie galaktyki otaczające naszą.
Podczas Wielkiego Wybuchu powstały tylko hel i wodór. Wszystkie cięższe pierwiastki – zwane przez astronomów „metalami” – powstały z czasem wewnątrz gwiazd. Gdy gwiazdy te umierały, uwalniały metale do gazu i pyłu w przestrzeni międzygwiezdnej. Z materii tej powstawały zaś kolejne gwiazdy. Tworzenie się i umieranie gwiazd prowadzi do powstania środowiska bardziej bogatego w metale. Zatem skład chemiczny gwiazd to rodzaj DNA, które zdradza wiele informacji o ich pochodzeniu.
Gaia dostarcza nam informacji zarówno o gwiazdach ubogich w metale, jak i takich jak Słonce, które powstały ze materiału wzbogaconego w metale przez wcześniejsze pokolenia gwiazd. Dzięki temu wiemy, że gwiazdy bliższe centrum Drogi Mlecznej i jej płaszczyźnie zawierają więcej metali niż gwiazdy bardziej odległe. Nasza galaktyka to piękna mieszanina gwiazd. Ta różnorodność jest niezwykle ważna, gdyż opowiada nam historię tworzenia się Drogi Mlecznej. Pokazuje procesy migracji wewnątrz galaktyki oraz akrecji materiału z innych galaktyk. Pokazuje też, że nasze Słońce i my wraz z nim, należymy do ciągle zmieniającego się systemu stworzonego dzięki łączeniu się gwiazd i gazu o różnym pochodzeniu, mówi Alejandra Recio-Blanco z Observatoire de la Côte d’Azur.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.