IBM prezentuje rekordowo pojemny napęd taśmowy
By
KopalniaWiedzy.pl, in Technologia
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba (JWST) od kilku tygodni przysyła wspaniałe zdjęcia przestrzeni kosmicznej. JWST może pracować nawet przez 20 lat i w tym czasie będzie badał też egzoplanety. Dzięki olbrzymiej czułości, dostarczy niedostępnych dotychczas informacji o świetle docierającym z ich atmosfer, co pozwoli określenie ich składu, historii i poszukiwanie śladów życia. Jednak, jak się okazuje, teleskop jest tak doskonały, że obecnie stosowane narzędzia mogą niewłaściwe interpretować przesyłane dane.
Grupa naukowców z MIT opublikowała na łamach Nature Astronomy artykuł, w którym informuje, że obecnie używane przez astronomów narzędzia do interpretacji danych ze światła mogą dawać niewłaściwe wyniki w przypadku JWST. Chodzi konkretnie o modele nieprzezroczystości, narzędzia opisujące, jak światło wchodzi w interakcje z materią w zależności od jej właściwości. Mogą one wymagać znacznych zmian, by dorównać precyzji danym z JWST. Jeśli nie zostaną odpowiednio dostosowane to – jak ostrzegają autorzy badań – informacje dotyczące takich właściwości atmosfer egzoplanet jak temperatura, ciśnienie i skład mogą różnić się od rzeczywistych o cały rząd wielkości.
Z punktu widzenia nauki istnieje olbrzymia różnica, czy np. woda stanowi 5% czy 25% składu. Obecne modele nie są w stanie tego odróżnić, stwierdza profesor Julien de Wit. Obecnie używany przez nas model interpretujące dane ze spektrum światła nie przystaje precyzją i jakością do danych, jakie napływają z Teleskopu Webba. Musimy rozwiązać ten problem, wtóruje mu student Prajwal Niraula.
Nieprzezroczystość określa, na ile łatwo foton przechodzi przez badany ośrodek, jak jest absorbowany czy odbijany. Interakcje te zależą też od temperatury i ciśnienia ośrodka. De Wit mówi, że obecnie używany najdoskonalszy model badania nieprzezroczystości bardzo dobrze się sprawdził w przypadku takich instrumentów jak Teleskop Hubble'a. Teraz jednak weszliśmy na kolejny poziom precyzji danych. Wykorzystywany przez nas sposób ich interpretacji nie pozwoli nam wyłapać drobnych subtelności, które mogą decydować np. o tym, czy planeta nadaje się dla życia czy nie.
Uczeni z MIT po analizie najpowszechniej używanego obecnie modelu nieprzezroczystości stwierdzili, że jego wykorzystanie do danych z Webba spowoduje, iż trafimy na „barierę precyzji”. Model ten nie będzie na tyle dokładny, by stwierdzić, czy temperatura na planecie wynosi 27 czy 327 stopni Celsjusza, a stężenie jakiegoś gazu w atmosferze to 5 czy 25 procent.
Wit i jego zespół uważają, że aby poprawić obecnie używane modele konieczne będzie przeprowadzenie więcej badań laboratoryjnych, obliczeń teoretycznych oraz poszerzenie współpracy pomiędzy specjalistami z różnych dziedzin, szczególnie astronomami i ekspertami od spektroskopii.
Możemy wiele zrobić, jeśli będziemy dobrze rozumieli, jak światło wchodzi w interakcje z materią. Dobrze rozumiemy warunki panujące wokół Ziemi. Jednak tam, gdzie mamy do czynienia z innymi typami atmosfery, wszystko się zmienia. A teraz dysponujemy olbrzymią ilością danych o coraz lepszej jakości, więc istnieje ryzyko błędnej interpretacji, wyjaśnia Niraula.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Z Teleskopu Webba na Ziemię zaczęły trafiać pierwsze zdjęcia przestrzeni kosmicznej oraz dane spektroskopowe. Gdy będziemy oglądać fascynujące obrazy warto pamiętać, że pochodzą one z urządzenia, które znajduje się niemal 3000 razy dalej od Ziemi niż Teleskop Hubble'a. Warto więc dowiedzieć się, jak do nas trafiły.
Znaczna odległość Webba od Ziemi oznacza, że sygnał musi przebyć długą drogę, zanim do nas trafi, a cały system komunikacyjny musi działać naprawdę dobrze, gdyż nie przewiduje się misji serwisowych do Webba. Jeśli więc komunikacja zawiedzie, będziemy mieli w przestrzeni kosmicznej całkowicie bezużyteczny najdoskonalszy teleskop w idealnym stanie.
Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) jest pierwszą misją kosmiczną, która wykorzystuje pasmo Ka do przesyłania tak dużej ilości danych. Już na etapie projektowania zdecydowano o wykorzystaniu Ka, części większego pasma K.
Webb wysyła na Ziemię dane w paśmie o częstotliwości 25,9 Ghz, a prędkość transmisji może dochodzić do 28 Mb/s. Tak duża prędkość jest niezbędna, gdyż JWST może zebrać do 57 GB danych na dobę, chociaż rzeczywista ilość danych będzie zależała od zaplanowanych obserwacji. Dla porównania, Teleskop Hubble'a (HST) zbiera każdej doby nie więcej niż 2 GB danych.
Pasmo Ka wybrano, gdyż kanałem tym można przesłać więcej danych niż powszechnie wykorzystywanymi w komunikacji kosmicznej pasmami X (7–11 GHz) czy S (2–4 GHz). Dodatkowo przeciwko wykorzystaniu pasma X przemawiał fakt, że antena pracująca w tym zakresie musiałaby być na tyle duża, że teleskop miałby problemy z utrzymaniem wysokiej stabilności, niezbędnej do prowadzenia obserwacji.
Szybki transfer danych jest niezbędny na potrzeby przesyłania informacji naukowych. Webb korzysta też z dwóch kanałów pasma S. Jeden z nich, o częstotliwości 2.09 GHz to kanał odbiorczy, pracujący z prędkością 16 kb/s. Służy on do wysyłania do teleskopu poleceń dotyczących zaplanowanych obserwacji oraz przyszłych transmisji danych. Za pomocą zaś drugiego kanału, 2.27 GHz, pracującego w tempie 40 kb/s, Webb przysyła na Ziemię informacje dane inżynieryjne, w tym informacje o kondycji poszczególnych podzespołów.
Łączność pomiędzy Ziemią a teleskopem nie jest utrzymywana przez 24 godziny na dobę. Dlatego też JWST musi przechowywać dane na pokładzie, zanim je nam przyśle. Magazynem danych jest 68-gigabajtowy dysk SSD, którego 3% pojemności zarezerwowano na dane inżynieryjne. Gdy już Webb prześle dane na Ziemię, oczekuje na potwierdzenie, że dotarły i wszystko z nimi w porządku. Dopiero po potwierdzeniu może wykasować dane z dysku, by zrobić miejsce na kolejne informacje. Specjaliści z NASA spodziewają się, że za 10 lat pojemność dysku, z powodu oddziaływania promieniowania kosmicznego, zmniejszy się do około 60 GB.
Dane z Teleskopu Webba są odbierane na Ziemi przez Deep Space Network. DSN korzysta z trzech kompleksów anten znajdujących się w pobliżu Canberry, Madrytu i Barstow w Kalifornii. Z DNS korzysta wiele innych misji, w tym Parker Solar Probe, TESS czy Voyagery. Dlatego też JWST musi dzielić się z nimi ograniczonym czasem korzystania z anten. Wszystko to wymaga starannego planowania. Czas, w którym dana misja będzie mogła korzystać z anten DSN jest planowany z wyprzedzeniem sięgającym 12-20 tygodni. Wyjątkiem była sytuacja, gdy Teleskop Webba przygotowywał się do pracy, rozkładał poszczególne podzespoły, uruchamiał instrumenty, gdy były one sprawdzane i kalibrowane. Większość z tych czynności wymagała komunikacji w czasie rzeczywistym, wówczas więc Webb miał pierwszeństwo przed innymi misjami.
Inżynierowie pracujący przy systemie komunikacji przykładali szczególną uwagę do jego niezawodności. Wiedzieli, że jeśli oni popełnią błąd, cała praca kolegów z innych zespołów pójdzie na marne. System komunikacji musi działać idealnie. Dlatego też wybrali znane rozwiązanie i odrzucili co najmniej dwie propozycje wykorzystania eksperymentalnej komunikacji laserowej.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Podczas zakończonego właśnie sezonu 2021/22 ogólnopolskiej Akcji Karmnik studenci z Koła Naukowego Biologów Uniwersytetu w Białymstoku (UwB) zaobrączkowali najwięcej ptaków. Jak podkreślono w komunikacie uczelni, jeszcze jeden osobnik - i byłby okrągły tysiąc. W ich sieci ornitologiczne schwytały się też rekordowe liczby czyżów, dzwońców i grubodziobów.
XVI edycja akcji rozpoczęła się 4 grudnia, a zakończyła wraz z lutym. Zgłosiły się liczne drużyny karmnikowe, które co 2 tygodnie prowadziły odłowy. Zaplanowano je na 4-5 oraz 18-19 grudnia, 1-2, 15-16 i 29-30 stycznia, a także na 12-13 i 26-27 lutego.
W sieci ornitologiczne studentów z UwB wpadło 1318 ptaków, z czego 999 nie miało jeszcze obrączek. Oprócz tego odnotowano 319 kolejnych odłowów. Były to tzw. retrapy i kontrole, a więc osobniki, którym kiedyś założono obrączki przy studenckich karmnikach albo w innych miejscach.
Ptakom sprzyjają ogródki, łagodna zima i miejska wyspa ciepła
Wg dr. Krzysztofa Deoniziaka, opiekuna sekcji ornitologicznej Koła Naukowego Biologów, istnieje parę przyczyn, dla których w pobliżu kampusu UwB odławia się tyle ptaków. Po pierwsze, nieopodal znajdują się zarówno pozostałości, jak i nadal użytkowane duże ogrody działkowe. Ptaki mogą tu znaleźć sporo pokarmu i odpocząć podczas migracji. Po drugie, z powodu łagodnej zimy dochodzi do pewnych zaburzeń w migracjach ptaków. Brak stałej i grubej pokrywy śnieżnej nie zmusza ich do dalekiej wędrówki na zimowiska. A obszary miejskie (chociażby z powodu wspomnianych wcześniej działek i przydomowych ogrodów) są atrakcyjnym żerowiskami.
Nie bez znaczenia jest też wpływ miejskiej wyspy ciepła. Skoro ptaki mogą przetrwać tutaj, niektórym gatunkom zwyczajnie nie kalkuluje się wędrówka na południe lub zachód kontynentu.
Statystyki żaków z Białegostoku
Gdy przyjrzymy się statystykom, okaże się, że Koło Naukowe Biologów UwB (Koło Naukowe Biologów UwB i przyjaciele) złapało w sieci 14 gatunków. Niekwestionowane 1. miejsce przypadło bogatkom (387). Na drugim miejscu uplasowały się czyże (273), a na trzecim dzwońce (136). Tuż za podium znalazły się zaś grubodzioby (116). Spośród liczniej reprezentowanych gatunków warto wymienić jeszcze modraszkę (64).
Jak wspominaliśmy na początku, odłowy czyżów, dzwońców i grubodziobów okazały się rekordowe w skali kraju.
Stali bywalcy i rzadko odławiane gatunki
Co ciekawe, niektóre osobniki regularnie pojawiają się przy studenckich karmnikach. Pewną bogatkę zaobrączkowano, na przykład, w 2017 r., a później odłowiono ponownie aż 5-krotnie. Innym powracającym przypadkiem jest dzięcioł duży, który został zaobrączkowany w 2016 r. i wpadł w sieci ornitologiczne jeszcze 2-krotnie (rok później i w 2021 r.).
W nasze sieci w tym sezonie wpadały również ciekawe, rzadko odławiane gatunki. Np. dwie czeczotki, które nie złapały się nigdzie indziej w Polsce, dzięcioł średni, krogulec. Były też cztery zięby - ptaki, które jeszcze kilka lat temu raczej odlatywały na południe. Teraz obserwujemy je u nas zimą i odławiamy coraz częściej, co pokazuje zachodzące zmiany klimatyczne – opowiada Anna Winiewicz, prezeska Koła Naukowego Biologów UwB.
Podsumowanie sezonu 2021/22
Na witrynie Akcji Karmnik można się zapoznać zarówno z wynikami zbiorczymi, jak i ze statystykami poszczególnych odłowów. W tym sezonie złapaliśmy ponad 11.000 [11.620] ptaków z 37 gatunków! Samych bogatek trafiło się ponad 4 tysiące, modraszek ponad tysiąc. Dzwoniec wylądował na czwartym miejscu, zaraz za czyżami - ponad 400 osobników obu gatunków. Piątym najchętniej przylatującym do karmnika ptakiem był grubodziób. Zabrakło dwóch grubków, aby było 400. Mieliśmy tylko dwa ptaki z zagranicy. Trafiło się parę ciekawych ptaków, jak srokosz i sroka, ale w przyszłym sezonie będą już wliczone w listę ptaków karmnikowych - podsumowano.
W ramach Akcji Karmnik ptaki obrączkuje się pod okiem licencjonowanych obrączkarzy. Poza tym są one mierzone i opisywane. Dzięki temu można zbierać dane ujawniające skład gatunkowy i liczebność ptaków przylatujących do karmników w różnych regionach kraju.
Dane ornitologiczne trafią do Stacji Ornitologicznej Muzeum i Instytutu Zoologii PAN w Gdańsku.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Na University of Central Florida powstał pierwszy w historii oscyloskop optyczny. Urządzenie może zrewolucjonizować technologie komunikacyjne, od smartfonów po internet. Skonstruowane na UCF urządzenie mierzy pole elektryczne światła zamieniając oscylacje światła w sygnał elektryczny.
Dotychczas pomiary pola elektrycznego światła były poważnym problemem ze względu na olbrzymie tempo jego oscylacji. Najbardziej zaawansowane techniki pomiarowi, wykorzystywane w urządzeniach elektronicznych i telekomunikacyjnych, pozwalają na pomiar częstotliwości rzędu gigaherców. Pokrywa to spektrum radiowe i mikrofalowe promieniowania elektromagnetycznego. Jednak światło oscyluje ze znacznie większa częstotliwością. Możliwe jest więc upakowanie w nim znacznie większej ilości informacji niż robimy to obecnie. Jednak nie dysponujemy narzędziami, które by to umożliwiały. Obecne oscyloskopy dokonują uśrednionych pomiarów w ramach impulsu światła. Nie potrafią odróżnić poszczególnych dolin i grzbietów fali. Gdybyśmy zaś byli w stanie mierzyć pojedyncze doliny i grzbiety, moglibyśmy kodować w nich informacje
Dzięki włóknom optycznym możemy korzystać ze światła do przesyłania informacji, ale wciąż jesteśmy ograniczeni prędkością oscyloskopów, mówi profesor Michael Chini. Nasz oscyloskop optyczny może zwiększyć prędkość przekazywania informacji nawet o około 10 000 razy.
Uczeni z Florydy zbudowali swoje urządzenie i zaprezentowali jego możliwości dokonując w czasie rzeczywistym pomiarów pól elektrycznych indywidualnych impulsów światła laserowego. W kolejnym etapie badań będą chcieli sprawdzić, gdzie leży nieprzekraczalna granica prędkości pomiaru przy wykorzystaniu ich techniki.
Swoje badania naukowcy opisali na łamach Nature Photonics.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Prace międzynarodowej grupy badawczej, na czele której stali specjaliści ze Skołkowskiego Instytutu Nauki i Technologii (Skoltech) w Moskwie oraz IBM-a zaowocowały powstaniem energooszczędnego superszybkiego przełącznika optycznego. Urządzenie nie wymaga chłodzenia, a jednocześnie jest ponad 100-krotnie szybsze od najszybszych współczesnych tranzystorów.
Tym, co czyni to urządzenie tak bardzo energooszczędnym jest fakt, że do przełączenia stanu potrzebuje zaledwie kilku fotonów, mówi główny autor badań Anton Zasiedatieliew. W laboratorium udało się nam go przełączać za pomocą pojedynczego fotonu. I to w temperaturze pokojowej. Jednak minie sporo czasu, zanim taka technologia będzie mogła trafić do procesorów optycznych, dodaje profesor Pawlos Lagudakis.
Możliwość przełączania za pomocą pojedynczego fotonu oznacza, że układ jest niezwykle energooszczędny i zostało niewiele miejsca na jego dalsze udoskonalenie. Oczywiście musimy przy tym pamiętać, że obecnie działa to jedynie w wyspecjalizowanym laboratorium. Jednak tak właśnie zaczyna się wielu historia technologii, które w końcu trafiają do codziennego użytku. Większość współczesnych tranzystorów elektrycznych potrzebuje dziesiątki razy więcej energii, by się przełączyć, a te, którym wystarczy pojedynczy elektron, działają znacznie wolniej niż zademonstrowany właśnie przełącznik optyczny.
Jednak szybkość i energooszczędność to nie jedyne zalety nowej technologii. Równie ważny jest fakt, że przełącznik działa w temperaturze pokojowej i nie wymaga chłodzenia. Tymczasem systemy chłodzenia potrzebne współczesnym komputerom nie tylko wpływają na koszty samego sprzętu, ale też znacząco zwiększają zużycie energii koniecznej do ich zasilania.
Urządzenie składa się z dwóch laserów. Bardzo słaby promień lasera kontrolnego jest używany do przełączania stanu drugiego jaśniejszego z laserów. Do przełączenia wystarczy kilka fotonów, stąd wynika wysoka efektywność całości. Przełączanie odbywa się wewnątrz mikrownęki. To 35-nanometrowej grubości organiczny polimer półprzewodzący zamknięty pomiędzy dwiema nieorganicznymi warstwami o wysokim współczynniku odbicia. Mikrownęka zbudowana jest w taki sposób, by jak najdłużej więzić nadchodzące światło, prowadząc w ten sposób do jego sprzężenia z materiałem wnęki.
Oddziaływanie światła z materią to podstawa działania nowego urządzenia. Gdy fotony sprzęgają się z parami dziura-elektron – tworzącymi kwazicząstkę o nazwie ekscyton – pojawiają się kwazicząstki ekscyton-polaryton. Gdy silniejszy z laserów oświetla przełącznik powstają tysiące identycznych krótko żyjących kwazicząstek tworzących kondensat Bosego-Einsteina, w którym kodowany jest stan urządzenia „0” lub „1”.
Najpierw za pomocą silniejszego lasera we wnęce tworzone są kwazicząstki o energiach większych niż energia podstawowa. Przełącznik znajduje się w stanie „0” Do przełączenia potrzebny jest laser słabszy, za pomocą którego tworzona jest grupa kwazicząstek o energii podstawowej. Ich pojawienie się wywołuje lawinowy proces przełączania się pozostałych kwazicząstek do stanu podstawowego. W ten sposób uzyskujemy stan „1”. Czas przełączania liczony jest w femtosekundach, dzięki czemu przełącznik jest ponad 100-krotnie szybszy od współczesnych tranzystorów.
Naukowcy użyli kilku sztuczek, by utrzymać zapotrzebowanie na energię na jak najniższym poziomie przy jednoczesnym zmaksymalizowaniu pracy urządzenia. W efektywnym przełączaniu pomagają wibracje molekuł półprzewodzącego polimeru. Konieczne było precyzyjne dopasowanie częstotliwości pracy laserów, stanu kondensatu i energii wibracji molekuł polimeru.
Przed nami jeszcze sporo pracy. Musimy zmniejszyć całkowite zapotrzebowania urządzenia na energię. Obecnie jest ono zdominowane przez silniejszy z laserów, który utrzymuje przełącznik w gotowości. Prawdopodobnie trzeba będzie wykorzystać tutaj perowskitowego superkryształu, z którym wcześniej eksperymentowaliśmy. Są one doskonałymi kandydatami to zbudowania naszego przełącznika, gdyż zapewniają bardzo silną interakcję światła z materią, stwierdzają autorzy badań.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.