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

Powstał oscyloskop optyczny. Przyspieszy internet 10 000 razy?

Recommended Posts

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

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 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
      Teleskop Webba zarejestrował pierwsze fotony. Z powodzeniem przebyły one całą drogę przez układ optyczny i trafiły do NIRCam. To jedno z najważniejszych osiągnięć zaplanowanego na trzy miesiące etapu dostrajania teleskopu. Dotychczas uzyskane wyniki odpowiadają oczekiwaniom i naziemnym symulacjom.
      NIRCam to działająca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. To ona zarejestruje światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, pokaże gwiazdy w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej oraz obiekty w Pasie Kuipera. Wyposażono ją w koronografy, instrumenty pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów znajdujących się wokół obiektów znacznie jaśniejszych. Koronografy blokują światło jasnego obiektu, uwidaczniając obiekty słabo świecące. Dzięki nim astronomowie chcą dokładnie obserwować planety krążące wokół pobliskich gwiazd i poznać ich charakterystyki. NIRCam wyposażono w dziesięć czujników rtęciowo-kadmowo-telurkowych, które są odpowiednikami matryc CCD ze znanych nam aparatów cyfrowych. To właśnie NIRCam jest wykorzystywana do odpowiedniego ustawienia zwierciadła webba.
      Żeby zwierciadło główne teleskopu działało jak pojedyncze lustro trzeba niezwykle precyzyjnie ustawić względem siebie wszystkie 18 tworzących je segmentów. Muszę one do siebie pasować z dokładnością do ułamka długości fali światła, w przybliżeniu będzie to ok. 50 nanometrów.
      Teraz, gdy zwierciadło jest rozłożone, a instrumenty włączone, rozpoczęliśmy wieloetapowy proces przygotowywania i kalibrowania teleskopu. Będzie on trwał znacznie dłużej niż w przypadku innych teleskopów kosmicznych, gdyż zwierciadło główne Webba składa się z 18 segmentów, które muszą działać jak jedna wielka powierzchnia, wyjaśniają eksperci z NASA.
      Najpierw trzeba ustawić teleskop względem jego platformy nośnej. Wykorzystuje się w tym celu specjalne systemy śledzenia gwiazd. Obecnie położenie platformy nośnej i segmentów lustra względem gwiazd nie jest ze sobą zgodne. Dlatego też wybrano jedną gwiazdę, jest nią HD 84406, względem której całość będzie ustawiana.
      Każdy z 18 segmentów zwierciadła rejestruje obraz tej gwiazdy, a jako że są one w różny sposób ustawione, na Ziemię trafią różne niewyraźne obrazy. Obsługa naziemna będzie następnie poruszała każdym z segmentów z osobna, by określić, który z nich zarejestrował który z obrazów. Gdy już to będzie wiadomo, segmenty będą obracane tak, by wszystkie z uzyskanych obrazów miały podobny wspólny punkt. Stworzona w ten sposób „macierz obrazów” zostanie szczegółowo przeanalizowana.
      Wówczas rozpocznie się drugi etap ustawiania zwierciadła, w ramach którego zredukowane zostaną największe błędy ustawienia. Najpierw obsługa poruszy nieco zwierciadłem wtórnym, co dodatkowo zdeformuje obrazy uzyskiwane z poszczególnych segmentów. Dzięki temu możliwe będzie przeprowadzenie analizy matematycznej, która precyzyjnie określi błędy w ułożeniu każdego z segmentów. Po skorygowaniu tych błędów otrzymamy 18 dobrze skorygowanych ostrych obrazów.
      W kolejnym etapie położenie każdego z segmentów lustra będzie zmieniane tak, by generowany przezeń obraz trafił dokładnie do środka pola widzenia teleskopu. Każdy z 18 segmentów został przypisany do jednej z trzech grup (oznaczonych jako A, B i C), więc ten etap prac będzie wykonywany w grupach.
      Po zakończeniu trzeciego etapu będziemy już mieli jeden obraz, jednak będzie to nadal obraz uzyskany tak, jakbyśmy nałożyli na siebie obrazy z 18 różnych teleskopów. Zwierciadło główne wciąż nie będzie działało jak jedno lustro. Rozpocznie się, przeprowadzany trzykrotnie, etap (Coarse Phasing) korygowania ustawienia segmentów lustra względem siebie. Po każdej z trzech części tego etapu ustawienia będą sprawdzane i korygowane za pomocą specjalnych elementów optycznych znajdujących się wewnątrz NIRCam (Fine Phasing). W jego trakcie obraz z poszczególnych zwierciadeł celowo będzie ustawiany poza ogniskową i prowadzone będą analizy zniekształceń. Ten ostatni proces superprecyzyjnej korekty ustawień będzie zresztą przeprowadzany rutynowo podczas całej pracy Webba.
      Gdy już teleskop zostanie odpowiednio ustawiony, rozpocznie się etap dostrajania pozostałych trzech instrumentów naukowych. Wyłapane zostaną ewentualne błędy i niedociągnięcia, a specjalny algorytm pokaże, jakich poprawek trzeba dokonać. W końcu, w ostatnim etapie prac, obsługa naziemna osobno sprawdzi jakość obrazu uzyskiwanego dzięki każdemu z segmentów zwierciadła głównego i usunie ewentualne błędy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do poprawy pogarszającego się wzroku wystarczą 3 minuty tygodniowo porannej ekspozycji oczu na światło czerwone o długości fali 670 nm, donoszą naukowcy z University College London. Najnowsze badanie opiera się na wcześniej przeprowadzonych eksperymentach, kiedy to ten sam zespół naukowy zauważył, że wystawienie oka na trzyminutową ekspozycję światła czerwonego uruchamiało mitochondria w siatkówce.
      Teraz naukowcy chcieli sprawdzić, jaki wpływ na oczy będzie miała pojedyncza trzyminutowa ekspozycja na światło o odpowiedniej długości fali. Postanowili też sprawdzić, czy skuteczne będzie światło o znacznie mniejszej energii niż w poprzednich badaniach. Jako, że podczas wcześniejszych badań zauważyli, że mitochondria „pracują na zmiany” w zależności od pory dnia, zbadali też, czy istnieje różnica pomiędzy wystawieniem oczu na działanie światła rano i wieczorem.
      Okazało się, że po trzyminutowym wystawieniu oka na działanie światła o długości fali 670 nm wiązało się z 17-procentową poprawą postrzegania kontrastu pomiędzy kolorami. Efekt taki utrzymywał się przez co najmniej tydzień. Co interesujące, pozytywny skutek miało wyłącznie poddanie się działania takiego światła rankiem. Oświetlanie oka po południu nie przyniosło żadnej poprawy.
      Autorzy badań mówią, że ich odkrycie może doprowadzić do pojawienia się taniej domowej terapii, która pomoże milionom ludzi na całym świecie, doświadczającym naturalnego pogarszania się wzroku. Wykazaliśmy, że pojedyncza poranna ekspozycja na światło czerwone o odpowiedniej długości fali znacząco poprawia wzrok, mówi główny autor badań, profesor Glen Jeffery.
      Komórki w naszych siatkówkach zaczynają starzeć się około 40. roku życia. Pogarsza się nam wzrok. Proces ten jest częściowo związany z gorszym funkcjonowaniem mitochondriów. Ich zagęszczenie jest największe w fotoreceptorach, które mają też największe wymagania energetyczne. Z tego też powodu siatkówka jest jednym z najszybciej starzejących się organów naszego organizmu. W ciągu życia dochodzi w niej do aż 70-procentowego spadku produkcji ATP, substancji odgrywającej bardzo ważną rolę w produkcji energii. To prowadzi do znacznego upośledzenia funkcji fotoreceptorów, którym brakuje energii.
      Uczeni z UCL najpierw przeprowadzili eksperymenty na myszach, muszkach-owocówkach i trzmielach, u których zauważyli znacznie poprawienie funkcjonowania fotoreceptorów po oświetleniu ich światłem o długości 670 nm. Mitochondria są szczególnie wrażliwe na większe długości fali, które wpływają na ich funkcjonowanie. Fale o długości 650–900 nm powodują zwiększenie produkcji energii przez mitochondria, dodaje Jeffery.
      Fotoreceptory składają się z czopków, odpowiedzialnych za widzenie kolorów, oraz pręcików, reagujących na intensywność światła, pozwalających np. na widzenie przy słabym oświetleniu. Autorzy badań skupili się na czopkach i pomiarach postrzegania kontrastu pomiędzy czerwonym a zielonym oraz niebieskim a żółtym.
      W badaniach wzięło udział 20 osób w wieku 34–70 lat, u których nie występowały choroby oczu i które prawidłowo widziały kolory. Pomiędzy godziną 8 a 9 rano ich oczy były przez trzy minuty oświetlane za pomocą urządzenia LED przez światło o długości 670 nm. Trzy godziny później zbadano ich postrzeganie kolorów, a u 10 osób badanie powtórzono tydzień później. Średnio widzenie kolorów poprawiło się u badanych o 17% i stan ten utrzymał się przez co najmniej tydzień. U niektórych ze starszych osób doszło do 20-procentowej poprawy widzenia kolorów.
      Kilka miesięcy później, po upewnieniu się, że pozytywny efekt poprzedniego eksperymentu już minął, badanie powtórzono na 6 osobach. Przeprowadzono je w taki sam sposób, ale pomiędzy godzinami 12 a 13. Nie zauważono żadnej poprawy widzenia.
      Profesor Jeffery mówi, że obecnie brakuje na rynku tanich urządzeń do terapii wzroku czerwonym światłem. Istniejące urządzenie mogą zaś kosztować ponad 20 000 USD. Dlatego też uczony rozpoczął współpracę z firmą Planet Lighting UK i pomaga jej stworzyć tanie urządzenie do domowej terapii. Technologia jest prosta i tania, energia fali 670 nm jest niewiele większa od naturalnie otaczającego nas światła. Biorąc to pod uwagę, jestem przekonany, że uda się stworzyć tanie łatwe w użyciu urządzenie do stosowania w domu, stwierdza uczony.
      Naukowcy podkreślają jednak, że przydatne byłyby dodatkowe badania na większej próbce ochotników, gdyż zauważyli, że nawet u osób w podobnym wieku różnica w poprawie wzroku może być znacząca. Być może istnieją jeszcze inne czynniki, które na to wpływają.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Scientific Reports.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astrofizyk Dan Wilkins z Uniwersytetu Stanforda nie był zdziwiony, gdy przyglądając się supermasywnej czarnej dziurze w galaktyce położonej 800 milionów lat świetlnych od Ziemi, zauważył serię jasnych rozbłysków promieniowania rentgenowskiego. Jednak niedługo później czekało go spore zaskoczenie – teleskopy zarejestrowały dodatkowe słabsze rozbłyski o innym „kolorze”. Zgodnie z teorią rozbłyski te pochodzą... spoza czarnej dziury.
      Światło, które wpada do czarnej dziury już się z niej nie wydostaje. Nie powinniśmy więc być w stanie zobaczyć niczego, co jest za czarną dziurą, mówi Wilkins. Mogliśmy je zaobserwować dlatego, że czarna dziura zagina przestrzeń, światło i pola magnetyczne wokół siebie, dodaje uczony.
      Wilkins jest pierwszym, który bezpośrednio zaobserwował promieniowanie pochodzące spoza czarnej dziury. Zjawisko takie jest przewidziane przez ogólną teorię względności, jednak dopiero teraz udało się je potwierdzić.
      Gdy pięćdziesiąt lat temu astrofizycy zaczęli dyskutować o tym, jak może zachowywać się pole magnetyczne w pobliżu czarnej dziury, nie mieli pojęcia,że pewnego dnia można będzie tego użyć do bezpośredniej obserwacji i potwierdzenia teorii Einsteina, mówi profesor Roger Blandford ze SLAC.
      Dan Wilkins nie szukał potwierdzenia teorii względności. Chciał dowiedzieć się więcej o koronie czarnej dziury. To obszar, w którym materiał opadający do czarnej dziury zaczyna świecić i tworzy wokół niej koronę. Korony takie to jedne z najjaśniejszych źródeł stałego światła we wszechświecie. Świecą one w zakresie promieniowania rentgenowskiego, a analiza ich światła pozwala na badanie samej czarnej dziury.
      Wiodące teorie na temat korony mówią, że powstaje ona z gazu wpadającego do czarnej dziury. Gaz rozgrzewa się do milionów stopni, elektrony oddzielają się od atomów i powstaje namagnetyzowana wirująca plazma. W niej zaś powstają rozbłyski promieniowania rentgenowskiego, które badał Wilkins. Gdy chciał poznać ich źródło i przyjrzał im się bliżej, zauważył serię mniejszych rozbłysków. Naukowcy wykazali, że pochodzą one z oryginalnych dużych rozbłysków, których część odbiła się od tyłu dysku otaczającego czarną dziurę. Są więc pierwszym zarejestrowanym światłem pochodzącym z drugiej – patrząc od Ziemi – strony czarnej dziury.
      Wilkins szybko rozpoznał, z czym ma do czynienia, gdyż od kilku lat zajmuje się tworzeniem teorii na temat takich odbić. Ich istnienie wykazała teoria, nad którą pracuję, więc jak tylko je zobaczyłem w teleskopie, zdałem sobie sprawę, że to, co widzę, łączy się z teorią.
      Uczony już cieszy się na przyszłe odkrycia. Pracuje on w laboratorium Steve'a Allena z Uniwersytetu Stanforda, gdzie bierze udział w pracach nad wykrywaczem Wide Field Imager, powstającym na potrzeby przyszłego europejskiego obserwatorium Athena (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics). Będzie ono miało znacznie większe lustro niż jakiekolwiek obserwatorium promieniowania rentgenowskiego, pozwoli nam więc na uzyskanie lepszej rozdzielczości w krótszym czasie. To, co obecnie zaczynamy obserwować stanie się dla nas jeszcze bardziej wyraźne, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prawnikom Google'a nie udało się doprowadzić do odrzucenia przez sąd pozwu związanego z nielegalnym gromadzeniem danych użytkowników przez koncern. Sędzia Lucy Koh uznała, że Google nie poinformował użytkowników, iż zbiera ich dane również wtedy, gdy wykorzystują w przeglądarce tryb anonimowy.
      Powodzi domagają się od Google'a i konglomeratu Alphabet co najmniej 5 miliardów dolarów odszkodowania. Twierdzą, że Google potajemnie zbierał dane za pośrednictwem Google Analytics, Google Ad Managera, pluginów oraz innych programów, w tym aplikacji mobilnych. Przedstawiciele Google'a nie skomentowali jeszcze postanowienia sądu. Jednak już wcześniej mówili, że pozew jest bezpodstawny, gdyż za każdym razem, gdy użytkownik uruchamia okno incognito w przeglądarce, jest informowany, że witryny mogą zbierać informacje na temat jego działań.
      Sędzia Koh już wielokrotnie rozstrzygała spory, w które były zaangażowane wielkie koncerny IT. Znana jest ze swojego krytycznego podejścia do tego, w jaki sposób koncerny traktują prywatność użytkowników. Tym razem na decyzję sędzi o zezwoleniu na dalsze prowadzenie procesu przeciwko Google'owi mogła wpłynąć odpowiedź prawników firmy. Gdy sędzia Koh zapytała przedstawicieli Google'a, co koncern robi np. z danymi, które użytkownicy odwiedzający witrynę jej sądu wprowadzają w okienku wyszukiwarki witryny, ci odpowiedzieli, że dane te są przetwarzane zgodnie z zasadami, na jakie zgodzili się administratorzy sądowej witryny.
      Na odpowiedź tę natychmiast zwrócili uwagę prawnicy strony pozywającej. Ich zdaniem podważa ona twierdzenia Google'a, że użytkownicy świadomie zgadzają się na zbieranie i przetwarzanie danych. Wygląda na to, że Google spodziewa się, iż użytkownicy będą w stanie zidentyfikować oraz zrozumieć skrypty i technologie stosowane przez Google'a, gdy nawet prawnicy Google'a, wyposażeni w zaawansowane narzędzia i olbrzymie zasoby, nie są w stanie tego zrobić, stwierdzili.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...