Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Współczesna fizyka uznaje prędkość światła w próżni za wielkość stałą i twierdzi, że wyznacza ona granicę, poza którą nic nie może szybciej się poruszać. Obecnie dwóch niemieckich fizyków z Uniwersystetu w Koblencji twierdzi, że przyspieszyli strumień fotonów do prędkości wyższej niż prędkość światła.

Gunter Nimtz i Alfons Stahlhofen pracują nad tunelowaniem kwantowym. Podczas badań wykorzystywali oni dwa pryzmaty, które łączyli razem i badali, w jaki sposób przechodzi przez nie światło. Zauważyli przy tym, że jeśli pryzmaty są od siebie oddzielony, fotony czasem „tunelują się” pomiędzy nimi i docierają do wykrywającego je czujnika wcześniej, niż to teoretycznie możliwe. Badając to zjawisko Niemcy nauczyli się tunelować fotony na odległość do 1 metra. Doszli do wniosku, że w pewnych warunkach możliwe jest przekroczenie granicy, jaką jest prędkość światła.

Zdaniem doktora Nimtza tunelowanie kwantowe to najważniejsze z mało zrozumiałych zjawisk fizyki kwantowej.

Przełamanie prędkości światła stawia pod znakiem zapytania naszą obecną wiedzę dotyczącą czasu i przestrzeni. Ma też bardziej dalekosiężne skutki – w przyszłości może przyczynić się do opracowania sposobu na podróże w czasie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie do końca rozumiem. Przekroczenie teoretycznej prędkości światła jestem w stanie zrozumieć, skoro czas dotarcia od A do B był szybszy niż zakładany. Ale tak na chłopski rozum: skoro ciało zostało przeniesione w czasie do przodu, a potem w tym przesunięciu do przodu spowolniło (bo z punktu widzenia tego ciała źródło jego energii przestało istnieć, zostało w tyle), to dlaczego opadło z powrotem do "normalnej" czasoprzestrzeni? Przecież ciało, które ma mniejszą prędkość od pr. światła, pozostaje w danej czasoprzestrzeni, a nie cofa się - inaczej my sami musielibyśmy żyć w świecie, w którym czas płynie do tyłu. A tymczasem te fotony, zgodnie z modelem Niemców, najpierw przekraczają prędkość światła i przenoszą się w czasie do przodu, a potem znów są dla tych samych naukowców widoczne, czyli musiały powrócić do "swojej" czasoprzestrzeni. Nie rozumiem tego, choć jestem po nienajgorszym kursie fizyki kwantowej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No i powracamy do punktu wyjścia  ;D Może po prostu przekroczenie prędkości światła nie przenosi nas w czasie !

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oni "twierdzą", ale niech to jeszcze ktoś potwierdzi w 100%. Bo już nieraz się słyszało o tym że komuś udało się rozpędzić fotony pow. prędkości światła, a potem okazuje się że to tylko złudzenie, bo jakiś efekt tam nastąpił czy coś.

Share this post


Link to post
Share on other sites

mnie to jakoś nie zaskakuje ...

 

nie wnikam już w to czy to prawda czy nie ale z prędkością dźwięku było tak samo ..  nie da się przerkroczyć i już a teraz co ? każdy myśliwiec bez problemu przekracza prędkość dźwięku ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

mnie to jakoś nie zaskakuje ...

 

nie wnikam już w to czy to prawda czy nie ale z prędkością dźwięku było tak samo ..  nie da się przerkroczyć i już a teraz co ? każdy myśliwiec bez problemu przekracza prędkość dźwięku ;)

Ale w przypadku prędkości dźwięku po pierwsze nie było żadnego modelu matematycznego, który to uniemożliwiał, a po drugie wiadomym było, że problemem są materiały, a nie właściwości materii jako takiej. Poza tym już od bardzo dawna było wiadomo, że niektóre ciała, takie jak czoło fali uderzeniowej po wybuchu albo pocisk karabinowy potrafią przekroczyć prędkość dźwięku. A w przypadku prędkości światła istnieje przekonujący dowód na to, że jest to prędkość nieprzekraczalna. Dane doświadczalne także skłaniają się ku temu poglądowi, choć jak widać ciągle trwają próby obalenia teorii względności - i bardzo dobrze, bo nauka idzie naprzód i dzięki temu nasza wiedza o materii też ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

a mnie zastanawia fakt taki:

teoretycznie z im większa prędkością sie poruszamy tym czas płynie dla nas wolniej, więc jeśli te fotony przekroczyły prędkość światła czas nie powinien zwolnic dla nich na tyle że dotarłyby do punktu docelowego w tym samym czasie co fotony poruszające się z normalna prędkością??

jeśli dobrze myśle to nie da się zaobserwować obiektów poruszających sie z predkościa wiekszą niż prędkość swiatła bo pomiary "ulgają złudzeniu" że wszystkie fotony poruszają się z normalna prędkością

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie masz żadnej gwarancji, że wzrost prędkości ciała (jeszcze pozostaje pytanie: prędkości względem czego? względem nas, względem Drogi Mlecznej, czy może względem jakiejś pojedynczej cząstki gdzieś w akceleratorze? gdzie jest pępek Wszechświata, którego prędkość wyznacza wszystkie inne prędkości, czy też jest nim sama prędkość światła? :> ) i pozorne zwalnianie czasu z punktu widzenia tego ciała ma charakter liniowy i idealnie "zgrany" ze sobą. Innymi słowy: nie masz gwarancji, że przy v=0 czas będzie miał 1 jednostkę szybkości upływu, przy v=1/2 c będze wynosić 1/2 nieskończoności i przy v=c szybkość upływu czasu będzie zerowa. Tego niestety nie wiesz.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przede wszystkim trzeba zrozumieć, na czym polega dylatacja czasu. Dla szybko poruszających się obiektów czas płynie wolniej, ale ich czas lokalny, a nie wszystko dookoła (z punktu widzenia zewnętrznego obserwatora)

 

Przykład

Wytłumaczenie

Wzory TW (patrz wzory na dylatację czasu)

 

Widzimy że t0 jest zawsze większe, chyba że obiekty względem siebie pozostają w bezruchu. Jeśli jeden się porusza względem drugiego, to dla tego obiektu czas płynie wolniej, patrząc z punktu widzenia nieporuszającego się obiektu (bo t0 > t'). Do tego żeby różnica w czasie była wyraźna, trzeba podstawić do wzoru duże liczby (czyt. dużą prędkość). Tak więc dylatacja staje się wyraźna tylko wtedy gdy obiekt porusza się z prędkością bliską światłu.

 

A co gdy coś się porusza z prędkością światła? Na stronie do której linka podałem wyżej, widzimy:

v = c  ? ?  rośnie do nieskończoności
(y=1/0)

Podkładamy do wzoru t' = t0 /? tą nieskończoność. I co nam wychodzi? t'=0. Jeśli odlecisz z Ziemi z prędkością światła to dla mnie w ogóle nie bedziesz się starzał. Jednak nie muszę chyba dodawać że nie można (w przypadku obiektów posiadających masę) się rozpędzić do takiej prędkości bo są inne ograniczenia wynikające z praw fizyki.

 

A co jeśli coś się porusza z prędkością większą od światła? Zauważmy że na fizykon.org są tylko podane wartości y dla v=0, v<c i v=c (nie ma dla v>c). Ale gdy podstawimy do wzoru na czynnik lorentza v>c to zauważymy że... trzeba pierwiastkować liczbę ujemną! Czy to jest to ograniczenie TW, które mówi nam że nic nie może poruszać się szybciej od światła? Sam nie jestem pewien, ale mi się wydaje że tak...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nikt tutaj nie zauważył, że wysłane przez naukowców fotony wcale nie przekroczyły prędkości c. W tym eksperymencie nie przekroczono bariery, jaką narzuca prędkość światła. Spójrzcie z punktu widzenia fotonu. Leci on przez pierwszy pryzmat, na jego krańcu rozpoczyna tunelowanie (więc znika nam z oczu) i kończy je przy drugim pryzmacie (pojawiając się), wciąż poruszając się z prędkością światła. To, że nastąpiło tunelowanie, czyli przeniesienie się "ponad" naszą przestrzenią, nie znaczy, że sam foton poruszał się szybciej, niż wynosi prędkość światła w próżni.

Jesli jednak patrzymy z naszego punktu widzenia i jako prędkość uznajemy czas przebycia z pktu A do pktu B, to faktycznie, fotony te poruszały się szybciej niż c. Jest to jednak rozumowanie IMHO błędne, ponieważ w trakcie tunelowania nie przebywały przecież żadnej drogi w naszej przestrzeni. Ot co.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Problem w tym, że tunelowanie to jedynie koncepcja, nikt go jeszcze nie zaobserwował i nie udowodnił jego istnienia na tyle skutecznie, żeby uznać to za prawdę naukową. Właśnie o to rozbija się cały problem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No zaraz, tunelowanie byc może jest hipotezą, ale doskonale wyjaśnia proces rozpadu promieniotwórczego i fuzji jądrowej. Jak dotąd nie spotkałem się z poglądem, jakoby tunelowanie nie było czyś bardzo prawdopodobnym (jesli nie pewnym). Co w takim razie z tunelowaniem Josephsona i przedostawaniem się elektronów przez izolator...?

BTW, aż sięgnąłem do googla i wyskoczyła mi notka na angielskiej wikipedii o tunelowaniu, gdzie przykładem był... eksperyment, o którym mowa w artykule.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale ja nie mówię, że to błędna koncepcja czy coś ;) Skoro dobrze tłumaczy zjawiska, jest spójna i nie ma póki co lepszej hipotezy, to można uznać tę za obowiązującą. Chodzi mi tylko o to, że nie wiemy o materii wszystkiego, więc także o tunelowaniu nie możemy powiedzieć na 100%, że jest prawdą. Tylko tyle.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A, to tak. Jednak doświadczenie narzuca granice na wszystkie dziedziny poznania, ponieważ jest niedokładne. To tak, jakby chcieć odpowiedzieć na pytanie, czym jest masa lub co to jest ładunek. Sa pewne granice, rzeczywiście.

Wydaje mi się, że pewne eksperymenty, które potwierdziły tunelowanie (lub dały wynik, który pasuje do teorii tunelowania) pozwalają stwierdzić, że samo zjawisko tunelowania występuje lub... istnieje inne rozwiązania, które jednak można doświadczalnie tłumaczyć tunelowaniem, choć nim nie jest (a w granicy naszego obecnego poznania jest to wystarczające).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niemożliwość zarejestrowania prędkości nadświetlnej, z powodu złudzenia poruszania się z normalna prędkością jest ciekawe... Ale wydaje mi się że wzrost prędkości światła powoduje nieliniowe cofniecie w czasie, a raczej nie da sie uzyskać większej prędkości niż prędkość światła w próżni prostu poprzez nadanie danego toru można uzyskać efekt cofania w czasie...

Co do teorii tunelowania... to wydaje mi się że po prostu skoro grawitacja zakrzywiania przestrzeń... a linia prosta w próżni może być dłuższa niż odpowiednio dobrana droga przez materie...

 

Pewnie mnie wyśmiejecie... ale tak mi sie wydaje po bardzo ograniczonym kursie fizyki kwantowej jaki przeszedłem...

Share this post


Link to post
Share on other sites

hm, no, no... :-D

nie sądzę jednak aby to była poprawna interpretacja zjawiska.

myślę, że fala elektromagnetyczna może co prawda poruszać się szybciej ale nie w takich warunkach. moim zdaniem należy stworzyć warunki "czystej próżni". światło najprawdopodobniej ma potencjał ale nie może go wykorzystać.

podobnie jak samochód ma potencjał ale w korku nic z tego nie wynika.

czy można zbudować "autostradę energetyczną"? trzeba próbować.

Share this post


Link to post
Share on other sites

czas nie istnieje w postaci jakiejś płynącej rzeki, którą można cofnąć, zatrzymać itp.

czas to pojęcie. nie mierzymy czasu tylko zliczamy zdarzenia i mówimy, że minęła sekunda, rok, itd.

jest to pojęcie względne, tak samo jak szybkość zdarzeń. tym samym czasu nie można zatrzymać. można próbować przyspieszyć zachodzące zdarzenia, co w konsekwencji spowoduje spowolnienie

upływu czasu. oczywiście w sensie pojęcia, a nie rzeczywistego zjawiska.

poza tym, nie da się zagiąć tzw. czasoprzestrzeni. grawitacja tworzy pewnego rodzaju "tory energetyczne", po których przemieszcza się energia, ale nie ma mowy o "uginaniu".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie rozumiem, jakie tory energetyczne?

 

1. Materia mówi czasoprzestrzeni jak ma się zaginać

2. Czasoprzestrzeń mówi materii jak ma się w niej poruszać

 

To oczywiste że grawitacja to nic innego jak skutek zagięcia się (lub wypaczenia jak kto woli) czasoprzestrzeni. Ziemia wypacza czasoprzestrzeń, dlatego na niej stoimy, a nie że wytwarza niby jakieś "pole grawitacyjne" (a o tym można usłyszeć w szkole przy omawianiu grawitacji newtona).

 

Mi się wydaje że nie da się przyspieszyć światła powyżej tych prawie 300 tys km/s. Za to z pewnością można zwolnić ;)

Czysta próżnia... nie da się stworzyć takiej przestrzeni, w której nie byłoby absolutnie żadnych cząstek elementarnych wszelkiego rodzaju

Share this post


Link to post
Share on other sites

Sebaci może i masz racje z tą grawitacja ale mi sie wydaje tak że... Jesli nasza kochana/nie kochana Ziemia zagina czasoprzestrzeń (to lepiej brzmi niż wypacza czasoprzestrzeń) to skutkiem jest grawitacja.... czyli od drugiej strony.... grawitacja jest w pewnym sensie wytwarzania przez Ziemie... o pole sie już nie czepiaj...;):P Bo "Pole fizyczne w fizyce i matematyce to przestrzenny rozkład pewnej wielkości " Więc.... Grawitacja wytwarzana przez ziemie.... to potocznie poprostu Pole grawitacyjne ;):P. pzdr

Share this post


Link to post
Share on other sites

Materia zakrzywia czasoprzestrzeń, a to zakrzywienie jest dla nas grawitacją. A ty coś próbujesz mieszać TW z prawem powszechnego ciążenia Newtona. U Newtona jest rzekome "pole grawitacyjne" wytwarzane przez każde ciało co powoduje że wszystko przyciąga wszystko. W TW jest zakrzywienie czasoprzestrzeni co odczuwamy jako grawitację - możnaby powiedzieć że to samo, ale jednak nie ;) Zwłaszcza że we współczesnym pojęciu grawitacji nie jest ona już tak naprawdę siłą, do tego jeszcze jest coś takiego jak fale grawitacyjne, nie powodowane przecież przez żadną masę, a powstajace przez rzekomo istniejące grawitony. No i co niezwykle ważne - w Teorii Względności obiekty nieposiadające masy, a więc i fotony, ulegają grawitacji, bo nie tylko masa jest ważnym czynnikiem, zaś u newtona wszystko zależy wyłącznie od mas obiektów i odległości między nimi (więc u newtona światło nie ulega grawitacji).

 

Fizyka newtonowska jest gorsza, okrojona. Jak ktoś chce się nią i jej wzorami posługiwać to proszę bardzo ;) Ale TW lepiej tłumaczy otaczającą nas rzeczywistość, jest dokładniejsza. Teraz czekamy na jeszcze dokładniejszą teorię która połączy Teorię Względności z Mechaniką Kwantową. Może Teoria strun? Problem w tym że tą trudno udowodnić... A grawitację trzeba jeszcze wytłumaczyć na poziomie kwantów, dlatego rozwija się kwantowa teoria grawitacji

Share this post


Link to post
Share on other sites

nie odpowiem na wszystko od razu ale spróbuję. na początek proponuję co następuje:

światło porusza się z właściwą dla siebie prędkością. nie wiemy jaka to prędkość bezwzględna i to nie jest dla nas istotne. dla naszego układu odniesienia jest to n-wzorcowych długości  przebyte w czasie n-wzorcowych zdarzeń. jeśli podstawimy w miejsce "n" dane liczbowe zaopatrzone w zdefiniowane jednostki miary, otrzymamy wartość względną właściwą dla naszego układu odniesienia.

ta wartość sama w sobie również może stać się wzorcem służącym do dalszych obliczeń. tym niemniej prędkość tak wyliczona nie jest wartością bezwzględną tylko względną ze względu na układ odniesienia.

ustalając wzorzec zarówno długości jak i czasu znowu nie interesują nas wartości bezwzględne tych wzorców,a jedynie możliwość zliczania powtarzalnych z naszego punktu widzenia zdarzeń bądź wielkości.

oto i sekret natury: prędkość światła dla każdego układu odniesienia jest prędkością światła ale nie znaczy to, że jest jednakowa dla wszystkich układów. dla każdego układu odniesienia jest wartością wyznaczaną przy użyciu wzorców czasu i długości właściwą dla danego układu.

tym samym twierdzenie, że prędkość światła jest ograniczona jest nieuprawnione.

ktoś może powiedzieć: jeśli prędkość światła jest nieograniczona to dlaczego światło nie porusza się natychmiastowo?

dlatego, że w każdym układzie odniesienia wielkość znana pod nazwą długości czytaj: odległości też jest nieograniczona. tym samym dla długości nie ma znaczenia jak szybko porusza się światło. odległość wyznaczoną za pomocą wzorców długości właściwych dla badanego układu światło pokona w czasie wyznaczonym przy pomocy wzorców czasu właściwych dla danego układu.

myślę, że nikt już nie będzie miał kłopotów ze zrozumieniem dlaczego poruszając się z prędkością bliską prędkości światła, światło nadal oddala się od nas z prędkością światła.

naturalnie jeśli zrozumie mój wcześniejszy wywód.

co do grawitacji to z całą pewnością nie ma mowy o uginaniu przestrzeni. to pewnego rodzaju wizualizacja pojęcia, a nie żaden mechanizm sprawczy ruchu.

jak przygotuję treść to się na ten temat wypowiem.

co do "torów energetycznych" to jak wspomniałem nie wydaje mi się możliwe, aby światło mogło poruszać się szybciej w próżni niż się porusza. gdyby mogło, pewnie by to robiło. torem energetycznym nazywam obszar pozbawiony przeszkód wpływających hamująco na przemieszczanie się fali elektromagnetycznej jaką jest światło. przykładem znanego toru energetycznego jest autostrada, która umożliwia rozpędzenie pojazdu do określonej szybkości. przyznać musisz, że w lesie jeździ się trudniej. tym samym, gdyby udało się w jakiś sposób oczyścić próżnię, to światło, przypuszczam, poruszałoby się szybciej. nie interesuje mnie w tej chwili sposób oczyszczenia próżni, tego zagadnienia w tej chwili nie rozważam.

Share this post


Link to post
Share on other sites

chodzi chyba o to same fotony nie poruszaly sie szybciej niz swiatlo bo sa materia-materia(informacja) nie moze sie poruszac szybciej, ale  swiatlo w roznych osrodkach biegnie z rozna predkoscia i tak 2,99 x10 do 8 m/s biegnie akurat w prozni, a szklo to nie proznia;p poza tym laser wiazka laserowa zostala wprowadzona do wlokna szklanego z dodatkiem ebru i energia podobno zostaje zachowana bo ebr na jakis czas dodaje energii.

 

Ale ja tak dokladnie to sie nie znam,bo zaczynam studia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

nie jest prostą rzeczą, wytłumaczyć dlaczego nie da się zagiąć przestrzeni. swoją drogą, chciałbym

usłyszeć jak grawitacja przestrzeń zagina. bo skoro zagina, to musi istnieć wytłumaczalny mechanizm

takiego działania. najprościej rzecz ujmując, aby coś zagiąć trzeba, aby było odpowiednie miejsce

na wykonanie takiego ruchu. pozornie rzecz wydaje się banalna: przecież w przestrzeni jest

mnóstwo miejsca!  czyżby? skoro jest miejsce, w które można coś wcisnąć, to czy nie było

odpowiednio dużo czasu, aby już do tego doszło? poza tym skoro jest miejsce, to co w tej chwili tam

się znajduje? ktoś powie: "jest puste". pytam czy to znaczy, że nie ma tam przestrzeni?

tym samym jeśli odpowiesz, że przestrzeń tam jest, stworzysz paradoks. bo skoro przestrzeń już

tam jest to jak wepchniesz tam jeszcze więcej przestrzeni? rozepchniesz? a gdzie podziejesz wypchnięty

nadmiar?

podejrzewam, że takie błędne rozumowanie wynika z wyobrażania sobie przestrzeni jako wolnego,

pustego miejsca, w które można, o dziwo, wepchnąć samą przestrzeń.

postarałem się podać jakiś przyzwoity powód, dla którego twierdzenie o możliwości ugięcia

przestrzeni jest bezzasadne. jeśli to proste rozumowanie nie wystarczy, spróbuję się

bardziej wysilić. dodam jeszcze, że ugięcie przestrzeni umożliwiające niejako spadanie ciał

w jakimś sensie ogranicza działanie siły grawitacji do budowania konstrukcji jakichś studni, pozostawiając

sam ruch niejako swobodnemu spadaniu. a gdzie siła sprawcza ruchu?

Share this post


Link to post
Share on other sites

znana prędkość światła podana za pomocą wartości względnych czyli "naszych" wzorcowych jednostek  miary w postaci sekundy i kilometra nie jest prędkością bezwzględną. nie wiemy jaka ona jest w rzeczywistości. przecież nie wiemy co to jest jedna sekunda czy jeden kilometr. zliczamy drgania atomów cezu i mówimy, że minęła jedna sekunda, bo naliczyliśmy ich na przykład dziesięć tysięcy. po następnych dziesięciu tysiącach powiemy to samo, itd. nie musimy wiedzieć z jaką szybkością zachodzą same drgania tylko ile ich było, aby ustalić własną, umowną jednostkę czasu, którą się będziemy posługiwać w dalszych obliczeniach. to samo robimy z odległością. nie wiemy jak długi jest dany odcinek i nie musimy. bierzemy jakiś powtarzalny naszym zdaniem obiekt określonych rozmiarów(kiedyś była to na przykład długość przedramienia dorosłego człowieka i mówimy, że to jeden metr). rzeczywiste wartości wzorców są nieznane. stąd opinia, że nie ma uzasadnienia dla ograniczenia prędkości światła.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie tyle zagięcie przestrzeni, co czasoprzestrzeni. To nie grawitacja powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni, lecz masa, a samo zakrzywienie czasoprzestrzeni jest grawitacją. Sama Teoria Względności głosi że czasoprzestrzeń jest elastyczna Tam gdzie zakrzywienie czasoprzestrzeni jest większe czas płynie wolniej dla zewnętrznego obserwatora. Z czarnych dziur światło do nas nie dociera, zakrzywienie czasoprzestrzeni jest maksymalne, a nawet wymiary są jakby rozplątane, nie ma tam przestrzeni i czasu. A takie twierdzenia że "czasoprzestrzeni nie da się zagiąć" to były popularne dawno, kiedy nikt nie znał Teorii Względności; twierdzono że jest czas absolutny i przestrzeń absolutna. I Ziemia, i Ty i ja "ściągamy" że tak powiem do siebie czasoprzestrzeń, czyli ją wypaczamy i to odbieramy jako przyciąganie się obiektów.

 

TW jest najlepszą jak dotąd teorią grawitacji, czy to się komuś podoba czy nie. Co oczywiście nie znaczy że ostateczną.

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.


  • 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
      Skłaniając ludzi do myślenia w szybkim tempie, można ich zachęcić do podejmowania ryzyka. Amerykańscy psycholodzy uważają, że współczesne filmy o wartkiej akcji czy migające światła w kasynie wywierają na nas taki właśnie wpływ.
      W ramach wcześniejszych badań prof. Emily Pronin z Princeton University wykazała, że można zmienić tempo myślenia i że myślenie w żywszym tempie wprowadza ludzi w dobry nastrój. Wiedząc to, Amerykanka zastanawiała się, czy myśląc szybko, jesteśmy bardziej skłonni podejmować ryzyko. Stąd pomysł na 2 eksperymenty.
      W 1. uczestnicy odczytywali na głos stwierdzenia wyświetlane na ekranie komputera. Prędkość wyświetlania można było kontrolować i czasem była ona 2-krotnie większa od zwykłego tempa czytania, a czasem 2-krotnie mniejsza. Później ochotnicy mieli nadmuchać serię wirtualnych balonów. Każde dmuchnięcie dodawało do banku kolejne 5 centów, jednocześnie zwiększało się jednak ryzyko pęknięcia. Jeśli dana osoba przestawała dmuchać przed pęknięciem, zachowywała zebrane pieniądze. Jeśli nie, ulatniały się one razem z powietrzem z pękniętego balonu. Okazało się, że osoby, które zmuszono do czytania z prędkością większą od przeciętnej, dmuchały dłużej niż reszta i z większym prawdopodobieństwem traciły pieniądze.
      W drugim eksperymencie badani oglądali 3 filmiki wideo. Każdy przedstawiał neutralne sceny - np. wodospady, iguany czy miasta - ale zróżnicowano je ze względu na średnią długość ujęcia. Tempo było więc bardzo duże (jak w klipach muzycznych), średnie (jak w typowym filmie hollywoodzkim) albo plasowało się między nimi. Po obejrzeniu nagrań uczestnicy studium wypełniali kwestionariusz z pytaniami dotyczącymi prawdopodobieństwa angażowania się w najbliższym półroczu w ryzykowne zachowania, np. seks bez zabezpieczeń. I tym razem stwierdzono, że im większe tempo filmu i myślenia, tym większa skłonność do podejmowania ryzyka.
×
×
  • Create New...