סקיירמיונים מעופפים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

סקירמיונים מעופפים

09.11.2021

אופטיקה טופולוגית ופוטוניקה טופולוגית הפכו לתחומים "חמים" במדע מאז שנות ה-1980 לאחר גילוי הסינגולריות בשדות מגנטיים. ופרס נובל האחרון יחסית, שניתן על גילוי ומחקר של מאפיינים טופולוגיים בפיסיקה של חומר מעובה, עורר עוד יותר את העניין של הקהילה המדעית, מכיוון שכל זה פותח סיכויים ליישום סוגים לא טריוויאליים של אינטראקציות של אלקטרומגנטיות גלים עם חומר. זה, בתורו, יכול לשמש במספר טכנולוגיות חדשות להעברת מידע ואנרגיה למרחקים ארוכים.

קבוצה של פיזיקאים מבריטניה וסינגפור הכריזה על גילוי של "משפחה" חדשה של פולסים אלקטרומגנטיים עם טופולוגיה טורואידאלית. פולסים אלו הם התגלמויות פיזיקליות אידיאליות של פתרונות למשוואות מקסוול, מה שמאפשר לשלוט במורכבות הטופולוגית שלהם ולקבל את מה שנקרא טופולוגיה סופרטורואידלית. השדות האלקטרומגנטיים של פולסים סופרטורואידים כאלה יוצרים מבנים שעולים בקנה אחד כמעט לחלוטין עם מבנה הסקירמיונים, שבתנאים רגילים הם "מערבולות" של שדות מגנטיים בתווך של חומרים מגנטיים מסוימים. רק עכשיו הסקירמיונים של הפולסים העל-טורואידים עפים בחלל כמעט במהירות האור.

Skyrmions, כמו חלקיקים טופולוגיים מורכבים, התגלו על ידי טוני Skyrme בשנת 1962 בניסיון ליצור מודל מאוחד של הגרעין. כפי שהוזכר לעיל, סקירמיונים הם מערבולות מגנטיות בגודל ננו עם מבנים מסודרים. קוואזי-חלקיקים אלה כבר נחקרו היטב במערכות רבות של חומר מעובה, כולל אקזוטיים כגון עיבוי Bose-Instein, מגנטים כיראליים, מוליכים-על וגבישים נוזליים. אבל אם סקירמיונים יכולים לעוף, זה יפתח מגוון אינסופי של אפשרויות חדשות עבור הדורות הבאים של מכשירי מידע.

הדחף הסופרטורואידי, המכונה בפי מדענים "סופגנייה מעופפת", כולל מבנים טופולוגיים טורואידים רקורסיביים, שבגללם תצורת השדה האלקטרומגנטי שלו דומה לבובה מקננת. ואת המורכבות הטופולוגית של דופק כזה ניתן לשלוט בצורה פשוטה למדי, ניתן להגדיל או להקטין את מספר הפולסים הטורואידים המוטבעים בו, ניתן לשלוט בכיוון של פיתול מערבולת מגנטית וכו'.

המאפיינים הטופולוגיים של פולסים על-טורואידים מספקים "דרגות חופש" נוספות שיכולות לשמש נושאי מידע למערכות קידוד-פענוח אופטיות, מערכות מדידה מסוגים שונים, מערכות תצוגת מידע ברזולוציה גבוהה במיוחד וכמובן מערכות לשידור אלחוטי. של מידע ואנרגיה למרחקים ארוכים. .

<< חזרה: משאית חשמלית של Farizon Auto Homtruck 10.11.2021

>> קדימה: ניקוי נהרות עם בועות ושיער 09.11.2021

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סוללות EV מתקדמות מבית QuantumScape 12.12.2020

סוללות הליתיום מתכת מוצק של QuantumScape מבטיחות להיות סוללות רכב חשמלי מהדור השני עם טווח דומה לרכבי ICE.

בעבר, סוללות ליתיום מתכת במצב מוצק נחשבו למבטיחות, אך סבלו מהרבה תופעות לוואי שליליות. בפרט, הם היו בטוחים ובעלי נפח גדול יותר מאשר ליתיום-יון, אך היו להם טווח טמפרטורות הפעלה צר. אומרים שסוללות QuantumScape נקיות ממחלות הילדות של סוללות מתכת ליתיום במצב מוצק ויכולות להיות כדאיות מסחרית תוך ארבע שנים בלבד.

לסוללות חדשות אין אנודה. ליתר דיוק, בייצור סוללות QuantumScape, האנודה אינה מיוצרת. אלקטרודה זו נוצרת בתא סוללה שהורכב כבר על ידי שקיעה של מתכת ליתיום במהלך תהליך הטעינת התא. קצב שקיעת הליתיום הנטען במהלך יצירת האנודה עולה על כל הנתונים הקודמים ומגיע למיקרון אחד לדקה, מה שמבטיח צפיפות זרם טעינה גבוהה וטעינה מהירה: קיבולת של עד 80% תוך 15 דקות.

אנודת הסוללה מעוצבת עם "אפס ליתיום עודף". במילים אחרות, אפילו כמות מינימלית של ליתיום בצורה של נייר כסף או שקיעה באתר היווצרות האנודה אינה נחוצה במהלך ייצור התא. זה מוזיל משמעותית את העלות ומפשט את ייצור התאים.

המצאה חשובה נוספת של QuantumScape הייתה יצירת מפריד קרמי המפריד בין האלקטרודות. מפריד QuantumScape דק יותר משערת אדם ואינו דליק. בתא ליתיום יון קונבנציונלי, המפריד עשוי מחומרים אורגניים ומהווה את אחת הסיבות לסכנת השריפה של התאים. יש לציין שתאי הסוללה של QuantumScape ייוצרו בצורה של "שקיות", ולא בצורת גורם גלילי. אולי זו אחת התכונות של השימוש במפרידים קרמיים.

סוללות QuantumScape מתהדרות גם בקתודות עבות המסוגלות להתמודד עם זרמים בצפיפות גבוהה העולה על 3 mAh/cm2 למשך שעה של טעינה ופריקה בזרמי 1C. לאחר שעברו 800 מחזורי טעינה ופריקה, תאי ה-QuantumScape שמרו על קיבולת של למעלה מ-80%, מה שמבטיח מאות אלפי מיילים בסוללה אחת. חשוב מכך, הסוללות שומרות על ביצועיהן עד ל-30 מעלות צלזיוס, מה שלא היה אפשרי עם עיצובים חלופיים. כמו כן, בשל העובדה שמוציאים מהאנודה גרפיט או גרפיט-סיליקון, החומר האלקטרוליט אינו מתכלה במהלך תגובות לוואי בתהליכי הטעינה והפריקה של התא. זה שומר על פרמטרי הפעולה של התא זמן רב ככל האפשר.

QuantumScape מבטיחה להביא את הקיבולת של סוללות מתכת ליתיום מוצק מסחריות למקסימום שנבדק במעבדה של 1000 Wh/L. לפיכך, קיבולת הסוללה יכולה לגדול ב-80% בהשוואה לתאי הליתיום-יון המודרניים הטובים ביותר ולהביא את מגוון הרכבים החשמליים לערכים המשתווים ליכולות של מכוניות עם מנועי בעירה פנימית.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר