המצלמה הרגישה ביותר תחפש חיים מחוץ לכדור הארץ וחומר אפל. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

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

מצלמה רגישה מאוד תחפש חיים מחוץ לכדור הארץ וחומר אפל

21.11.2019

חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה"ב (NIST) יצרו את המצלמה הרגישה ביותר עד כה, שהפיקסלים שלה הם חיישנים שיכולים ללכוד פוטונים בודדים של אור. למצלמה זו יש יותר מאלף פיקסלים על החיישן שלה והיא מיועדת להתקנה על טלסקופי חלל מהדור הבא, שם היא תשמש לחיפוש אחר סימני חיים כימיים על כוכבי לכת אחרים, מחפשת את החומר האפל החמקמק, אשר אחראי על רוב כל העניין של היקום.

כל פיקסל של הנובה הוא ננו-חוט טונגסטן-סיליקון, באורך 3.5 מילימטרים, ברוחב 180 ננומטר ובעובי 3 ננומטר. ננו-חוטים אלו מונחים על מצע סיליקון ומחוברים ל"עולם החיצון" באמצעות חיבורי חוטים העשויים מניוביום מוליך-על. סידור הפיקסלים הזה של המצלמה מספק את המהירות, היעילות וטווח הצבעים הטובים ביותר הקיימים כיום. חיישנים כאלה כבר שימשו מומחי NIST בעבר כדי לחקור את תופעת ההסתבכות הקוונטית, אותה כינה אלברט איינשטיין "פעולת רפאים מרחוק".

בנוסף, לסוג חדש של חיישנים רגישים לאור יש רמה נמוכה מאוד של רעש פנימי, מה שמבטל את האפשרות של חיוביות שגויות ועיוות נתונים. תכונה זו חשובה ביותר עבור חיפושי חומר אפל ואסטרונומיה בחלל, שם יש צורך ללכוד פוטונים בודדים בעלי האנרגיה הנמוכה ביותר, פוטונים הממוקמים בקצה הרחוק ביותר של טווח האינפרא אדום.

מצלמת ה-NIST קטנה בגודלה, הגביש שלה הוא ריבוע עם דופן של 1,6 מילימטר, עליו ממוקמים 1024 חיישנים בצורת מטריצה של 32 על 32 פיקסלים. עם סידור כה צפוף של פיקסלים, חוקרי NIST נתקלו לראשונה בבעיית התחממות יתר של גביש המצלמה, אך מאוחר יותר, על ידי הרחבת המוליכים החשמליים של מעגלי קריאת המידע, בעיה זו נפתרה בהצלחה.

כעת החוקרים כבר השיגו כי 99,5% מהחיישנים הפונקציונליים במלואם מתקבלים בפלט של קו הייצור הטכנולוגי. הצעדים הבאים שמדענים מתכוונים לנקוט יהיו הגברת היעילות של חיישני הפיקסלים על מנת להגביר את הרגישות שלהם בטווחי הגבול. ורק לאחר מכן, החוקרים מתכננים להתחיל ליצור גרסאות גדולות של מצלמות, שמספר הפיקסלים בהן יעמוד על מיליונים.

הפרמטרים של המצלמה החדשה נמדדו במעבדת הנעה סילון של נאס"א (JPL) ובמכון הטכנולוגי של קליפורניה. אחרי הכל, רק יש את כל האלקטרוניקה הדרושה למדידות כאלה, המשמשת כיום לפיתוח ויישום מערכות תקשורת אופטיות בחלל העמוק.

<< חזרה: חור שחור בלתי אפשרי התגלה 21.11.2019

>> קדימה: קרחון גרינלנד הולך ונעלם 20.11.2019

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

השתלת שעון ביולוגי 25.06.2015

E. coli הוא אחד מאותם אורגניזמים המסתדרים ללא קצב יומי פנימי, בכפוף לשינוי היום והלילה. אבל לציאנובקטריה יש שעון כזה, וזה לא מפתיע: הם עוסקים בפוטוסינתזה, ואם אתה עוסק בפוטוסינתזה, אז, תרצה או לא, תלך בעקבות השמש. למעשה, מלבד ציאנובקטריה, אף חיידק אחר לא רכש מקצב יממה. (נדגיש שאנחנו מדברים ספציפית על השעון הצירקדי, השעון היומי, ולא על מקצבים ביולוגיים באופן כללי.)

פמלה א' סילבר ועמיתיה במכון וייס באוניברסיטת הרווארד העלו את הרעיון להשתיל את השעון הביולוגי מחיידק אחד למשנהו - כלומר, כפי שניתן לנחש, מציאנובקטריה לאי קולי. כידוע, בציאנובקטריה שלושה חלבונים הנקראים KaiA, KaiB ו-KaiC משמשים כ"מעיין" המולקולרי של הקצב היומי: במהלך היום KaiA מזרחן את KaiC, ובלילה KaiB מבצע את התגובה ההפוכה, כלומר מסלק חומצה זרחתית שאריות מ-KaiC. KaiC עצמו יכול להשפיע על פעילותם של גנים אחרים (כולל שלו), לעורר שעתוק, כלומר, סינתזה של RNA עליהם, אבל הוא יכול לעשות זאת בהתאם לצורה שבה הוא נמצא, בשעות היום מפוספסים או בשעות הלילה הלא. -מזרחן.

המערכת, כפי שאתה יכול לראות, די פשוטה, היה צורך להשתיל רק שלושה גנים מהציאנובקטריה Synechococcus elongatus ל-Escherichia coli. KaiC פוסחורי מקיים אינטראקציה עם חלבון אחר, SasA, והחוקרים הכניסו גם גן חלבון זוהר לגנום E. coli, שהופעל על ידי קומפלקס KaiC-SasA. היום הגיע, KaiC קיבלה קבוצת פוספטים, קשורה ל-SasA, ושניהם יחד הפעילו סינתזת RNA על גן החלבון הפלורסנטי. החלבון עצמו סונתז על ה-RNA שלו, והתא החל לזהור. במילים אחרות, E. coli, שמעולם לא היה לו שעון יומי, היה מצויד בשעונים צירקדיים. נכון, שלושה ימים לאחר מכן השעון נשבר. לדברי המחברים, לציאנובקטריה עצמם יש מנגנונים נוספים המבטיחים סנכרון של גרעין ה"אביב" המולקולרי עם השעה ביום, בעוד שלחיידקים רגילים אין "תיקון תנועה" כזה (אם כי שום דבר לא מונע השתלת גנים כאלה גם ל-E. coli). התוצאות המלאות של הניסויים מתוארות במאמר ב-Science Advances.

מטרת העבודה הייתה כמובן לא רק להשיג חיידק שזוהר לפי השעון. תאים כאלה, שיוכלו גם לסנתז תרופות, יכולים לשמש כמכשירים טובים, ולשחרר את החומר הנכון בזמן הנכון (למחלות יש גם מקצבים מחזוריים משלהן).

מאמינים שהשמנה וההפרעות המטבוליות הנלוות לה נובעות מהשעון היומי המקולקל של הגוף, שמפסיק לקבוע את השגרה היומיומית הנכונה לחיידקי מעיים - שכזכור אין להם שעון משלהם. והנה, אולי, רק אותם חיידקים שסופקו עם שעונים כאלה במעבדה יעזרו. לבסוף, אם אנחנו מדברים על מיקרואורגניזמים המשמשים לייצור דלק ביולוגי, אז אפשר לגרום להם לעבוד מהשמש, וכדי שזה יקרה עם תועלת מקסימלית, שוב, יהיה צורך בשעות יומיות.

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