Sign in to follow this
Followers
0
Nauka elektroniki dla dzieci podczas kwarantanny
By
KopalniaWiedzy.pl, in Artykuły
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy udało się zrekonstruować w laboratorium falową naturę elektronu, jego funkcję falową Blocha. Dokonali tego naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB), a ich praca może znaleźć zastosowanie w projektowaniu kolejnych generacji urządzeń elektronicznych i optoelektronicznych.
Elektrony zachowują się jednocześnie jak cząstki oraz jak fala. Ich falowa natura opisywane jest przez naukowców za pomocą obiektów matematycznych zwanych funkcjami falowymi. Funkcje te zawierają zarówno składowe rzeczywiste, jak i urojone. Z tego też powodu funkcji falowej Blocha elektronu nie można bezpośrednio zmierzyć. Można jednak obserwować powiązane z nią właściwości. Fizycy od dawna próbują zrozumieć, w jaki sposób falowa natura elektronów poruszających się przez sieć krystaliczną atomów, nadaje tej sieci właściwości elektroniczne i optyczne. Zrozumienie tego zjawiska pozwoli nam projektowanie urządzeń lepiej wykorzystujących falową naturę elektronu.
Naukowcy z Santa Barbara wykorzystali silny laser na swobodnych elektronach, który posłuży im do uzyskanie oscylującego pola elektrycznego w półprzewodniku, arsenu galu. Jednocześnie za pomocą lasera podczerwonego o niskiej częstotliwości wzbudzali jego elektrony. Wzbudzone elektrony pozostawiały po sobie „dziury” o ładunku dodatnim. Jak wyjaśnia Mark Sherwin, w arsenku galu dziury te występują w dwóch odmianach – lekkiej i ciężkiej – i zachowują się jak cząstki o różnych masach.
Para elektron-dziura tworzy kwazicząstkę zwaną ekscytonem. Fizycy z UCSB odkryli, że jeśli utworzy się elektrony i dziury w odpowiednim momencie oscylacji pola elektrycznego, to oba elementy składowe ekscytonów najpierw oddalają się od siebie, następnie zwalniają, zatrzymują się, zaczynają przyspieszać w swoim kierunku, dochodzi do ich zderzenia i rekombinacji. W czasie rekombinacji emitują impuls światła – zwany wstęgą boczną – o charakterystycznej energii. Emisja ta zawiera informacje o funkcji falowej elektronów, w tym o ich fazach.
Jako, że światło i ciężkie dziury przyspieszają w różnym tempie w polu elektrycznym ich funkcje falowe Blocha mają różne fazy przed rekombinacją z elektronami. Dzięki tej różnicy fazy dochodzi do interferencji ich funkcji falowych i emisji, którą można mierzyć. Interferencja ta determinuje też polaryzację wstęgi bocznej. Może ona być kołowa lub eliptyczna.
Autorzy eksperymentu zapewniają, że sam prosty stosunek pomiędzy interferencją a polaryzacją, który można zmierzyć, jest wystarczającym warunkiem łączącym teorię mechaniki kwantowej ze zjawiskami zachodzącymi w rzeczywistości. Ten jeden parametr w pełni opisuje funkcję falową Blocha dziury uzyskanej w arsenku galu. Uzyskujemy tę wartość mierząc polaryzację wstęgi bocznej, a następnie rekonstruując funkcję falową, która może się różnić w zależności od kąta propagacji dziury w krysztale, dodaje Seamus O'Hara.
Do czego takie badania mogą się przydać? Dotychczas naukowcy musieli polegać na teoriach zawierających wiele słabo poznanych elementów. Skoro teraz możemy dokładnie zrekonstruować funkcję falową Blocha dla różnych materiałów, możemy to wykorzystać przy projektowaniu i budowie laserów, czujników i niektórych elementów komputerów kwantowych, wyjaśniają naukowcy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Anna Tomańska, studentka Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr), bada komunikację pszczół. Chce sprawdzić, jakie dźwięki wydają, gdy są zadowolone, zaniepokojone czy chore. Interesuje się też wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów. Jej wnioski mogą być bardzo przydatne dla pszczelarzy.
Tomańska interesuje się pszczelarstwem od 2 lat. Sporo zawdzięcza w tym zakresie opiekunowi projektu, prof. UPWr, dr. hab. Pawłowi Chorbińskiemu. Pan profesor to autorytet w dziedzinie pszczelarstwa i potrafi skutecznie zarażać swoją pasją – podkreśla studentka.
Już wcześniej interesowałam się bioakustyką. Wspólnie z inżynierem dźwięku i producentem radiowym z Wielkiej Brytanii Philipem Millem napisaliśmy artykuł o nagrywaniu dźwięków przyrody i technologiach. To wtedy, w naszych rozmowach, po raz pierwszy pojawił się temat pszczół. Pomyślałam, że dźwięki z wnętrza ula mogą być nie tylko fascynujące, ale niezwykle ciekawe pod kątem testowania nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów.
Gdy o pomyśle dowiedział się prof. Chorbiński, namówił Tomańską, by zgłosiła się do programu stypendialnego "Magistrant wdrożeniowy na UPWr".
Studentka wykorzystała drewniane ule wielkopolskie. Wygłuszyła je za pomocą pianki akustycznej, a następnie zainstalowała elektronikę (czujniki ciepła i wilgotności). Ule znajdują się w powstającej właśnie nowoczesnej pasiece w Górach Sowich.
Tomańska przez kilka miesięcy nagrywała dźwięki z ula, a także rejestrowała zmiany temperatury i wilgotności.
Pszczoły nie tylko bzyczą, w ulu słychać też np. ich tupanie oraz komunikację. Ta ostatnia jest fascynująca, dlatego chcemy sprawdzić, czym będzie różnić się, kiedy np. w ulu będzie matka z mniejszą/większą liczbą robotnic, sama matka albo dwie matki. Chcemy wyselekcjonować dźwięki, jakie wydają spokojne pszczoły, od tych, które słychać, gdy są zaniepokojone - tłumaczy studentka. Podobnie z temperaturą: w jakich sytuacjach spada, a kiedy rośnie. Analiza i wnioski z tych badań z pewnością pomogą pszczelarzom. Będą mogli na odległość, za pomocą elektroniki, zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom w pasiece - dodaje.
Kilkunastominutowego audioeseju o pszczołach miodnych, który powstał w ramach projektu "Magistrant wdrożeniowy", można wysłuchać dzięki Radiu Warroza.
Owocem współpracy Tomańskiej i Milla jest ebook "Bioakustyka". Jak podkreślono w opisie książki, jest to krótki przewodnik, który pomoże Ci postawić pierwsze kroki w nagrywaniu przyrody. W listopadzie zeszłego roku w paśmie gościnnym Radia Kapitał zadebiutowała też ich audycja o Borach Tucholskich.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Soumya Swaminathan, główny naukowiec WHO, powiedziała, że osoby, które zostały zaszczepione przeciwko COVID-19 wciąż powinny odbywać kwarantannę gdy podróżują. Obecnie zebrane dowody nie pozwalają bowiem jednoznacznie stwierdzić, że szczepionka chroni przed zarażeniem, a zatem przed dalszym rozprzestrzenianiem choroby. Taką odpowiedź usłyszeli dziennikarze pytający, czy kraje, które wobec przyjezdnych stosują kwarantannę powinny ją utrzymać w przypadku osób zaszczepionych, chcących do tych krajów wjechać.
Nie sądzę, byśmy w tej chwili dysponowali dowodami, pozwalającymi jednoznacznie stwierdzić, że którakolwiek ze szczepionek chroni przed zarażaniem, a zatem przed dalszym rozprzestrzenianiem choroby. W tej sytuacji musimy przyjąć, że osoby zaszczepione powinny przestrzegać takich samych zasad jak osoby niezaszczepione, do czasu aż osiągniemy pewien poziom odporności populacyjnej. Sytuacja jest bardzo dynamiczna, stwierdziła Swaminathan.
W tej chwili, jak mówi Swaminathan, wiemy, że zatwierdzone szczepionki zapobiegają ciężkiemu przebiegowi COVID-19 i zgonom. Nie wiadomo, czy zapobiegają rozprzestrzenianiu się choroby. Nie można wykluczyć, że osoby zaszczepione mogą się zarazić, przechodzić chorobę bezobjawowo i zarażać innych. Ważne więc, by nie zmieniać zachowania tylko dlatego, że zostało się zaszczepionym.
Doktor Mike Ryan, dyrektor WHO ds. sytuacji kryzysowych mówi, że COVID-19 zostanie z nami na stałe. Powtarza więc opinię, którą już w lutym wyraził profesor Marc Lipsitch. Prawdopodobnie będzie to kolejny endemiczny wirus, pozostanie stałym zagrożeniem, ale w kontekście efektywnego globalnego programu szczepień będzie to bardzo niewielkie zagrożenie, stwierdził Ryan. Istnienie szczepionki, nawet o bardzo wysokiej skuteczności, nie gwarantuje jeszcze wyeliminowania choroby zakaźnej, dodaje.
Jeszcze dobitniej mówi doktor David Heymann z Londyńskiej Szkoły Medycyny Tropikalnej i Higieny. Nieważne co dotychczas zrobiliśmy. Choroba będzie się rozprzestrzeniała pomimo istnienia szczepionki, leków, pomimo testów diagnostycznych. Musimy się nauczyć z nią żyć i wykorzystywać dostępne narzędzia w najlepszy możliwy sposób. Uczony porównał obecną pandemię do zachorowań na ospę prawdziwą i użycia „niedoskonałej szczepionki” do jej kontrolowania i eradykowania.
Trzeba tutaj przypomnieć, że dotychczas ludzkości udało się całkowicie wyeliminować (eradykować) tylko dwie choroby zakaźne: ospę prawdziwą u ludzi i księgosusz u bydła. Jesteśmy też bardzo blisko eradykowania polio.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W najnowszym zestawieniu Highly Cited Researchers 2020 znalazło się czterech naukowców z Polski. W rankingu tym wymieniono naukowców, których liczba cytowań mieściła się w górnym 1% najczęściej cytowanych specjalistów z danej dziedziny.
Ranking wymienia – już po raz szósty – profesora kardiologii Piotra Ponikowskiego, rektora Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Po raz piąty z rzędu trafił do niego profesor Adam Torbicki, kardiolog z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. W zestawieniu, po raz drugi z rzędu, wymieniono nieżyjącego już chemika profesora Jacka Namieśnika, byłego rektora Politechniki Gdańskiej. Znajdziemy tam też fizjologa roślin z SGGW w Warszawie, Hazema M. Kalajiego.
W całym rankingu wymieniono 6167 naukowców z ponad 60 krajów. Na liście najczęściej cytowanych spejalistów dominują naukowcy z USA. Jest ich tam 2650 (41,5%). To o 2,5 punktu procentowego mniej niż w roku 2019. Udział uczonych z USA spada, rośnie natomiast znaczenie naukowców z Chin. W tegorocznym rankingu znalazło się ich 770 (12,1%), podczas gdy rok temu było ich 636 (10,2%). Chiny wzmacniają swoją pozycję w świecie nauki w znacznej mierze dzięki USA. Rząd w Pekinie zachęca własnych naukowców do coraz większego angażowania się w światową naukę, w związku z czym Chińczycy coraz częściej wyjeżdżają do USA na studia magisterskie i doktoranckie. Obywatele Państwa Środka stanowią już największą grupę zagranicznych studentów w Stanach Zjednoczonych. Nauka obu krajów jest coraz bardziej ze sobą powiązana.
Kolejnymi krajami, które umieściły najwięcej uczonych w zestawieniu są Wielka Brytania (514), Niemcy (345), Australia (305), Kanada (195), Holandia (181), Francja (160), Szwajcaria (154) oraz Hiszpania (103). Zestawienie instytucji, z których pochodzą najczęściej cytowani naukowcy, wygląda zaś następująco: Harvard University, USA, (188); Chińska Akademia Nauk (124); Stanford University, USA, (106); Narodowe Instytuty Zdrowia, USA, (103); Towarzystwo im. Maxa Plancka, Niemcy, (70); University of California Berkeley, USA, (62); Broad Institute, USA, (61); University of California, San Diego, USA, (56); Tsinghua University, Chiny, (55); Washington University of St. Louis, USA, (54).
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Badacze z USA i Chin stworzyli dysk twardy wykorzystujący białka jedwabiu. Urządzenie może przechowywać do 64 GB danych na cal kwadratowy i jest odporne na zmiany temperatury, wilgotność, promieniowanie gamma i silne pola magnetyczne. Nie może ono konkurować prędkością pracy czy gęstością zapisu z tradycyjnymi dyskami twardymi, jednak dzięki swoim unikatowym właściwościom może znaleźć zastosowanie w elektronice wszczepianej do wnętrza ciała.
Zespół naukowy prowadzony przez Tigera Tao z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju, Mengkuna Liu z nowojorskiego Stony Brook University oraz Wei Li z University of Texas stworzył specjalny wariant techniki wykorzystującej skaningowy mikroskop pola bliskiego (SNOM), dzięki któremu możliwe stało się zapisanie informacji na warstwie protein jedwabiu.
Do produkcji dysków posłużył naturalny jedwab, którego wodny roztwór nałożono cienką warstwą na podłoże z krzemu lub złota. Następnie za pomocą SNOM i lasera na jedwabiu zapisano dane, wykorzystując w tym celu wywołane laserem zmiany topologiczne i/lub zmiany fazy jedwabiu. Metoda pozwala na wielokrotne usuwanie i zapisywanie danych.
Jak mówi Mengkun Liu, technika taka ma wiele zalet. Cienką warstwę jedwabiu można z łatwością nakładać na różne podłoża, w tym na podłoża miękkie oraz o zagiętych kształtach. Dane zapisane na jedwabiu można odczytywać na dwa różne sposoby. Jeden z nich wykorzystuje topografię zapisanego materiału, traktując wzniesienia jako „1”, a brak wzniesień jako „0”. Druga, bardziej innowacyjne metoda, to wykorzystanie lasera do odczytu. Jest to jednak zmodyfikowana technika laserowa. Dzięki zmianie mocy lasera można bowiem uzyskać całą skalę szarości z danego punktu danych, co oznacza,że można w nim zapisać więcej informacji niż binarne „0” i „1”.
Nie mniej ważną cechą jest fakt, że jedwab, jako materiał organiczny, dobrze łączy się z wieloma systemami biologicznymi, w tym z biomarkerami we krwi. Zatem informacje z tych biomarkerów mogą być zakodowane i przechowywane w bazującym na jedwabiu dysku twardym. Liu już zapowiada, że w najbliższej przyszłości rozpoczną się prace nad zaimplementowaniem nowego dysku w żywym organizmie.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.