גלים אופטיים עם היפוך זמן. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

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

גלים אופטיים עם היפוך זמן

21.12.2020

פיזיקאים הציגו טכניקה חדשה שבאמצעותה הדגימו את היפוך הזמן עבור גלים אופטיים. התגלית תסייע בתחום הטלקומוניקציה וההדמיה הביו-רפואית.

היפוך זמן בפיזיקה אינו אומר לנסוע "בחזרה לעתיד". מאפיין זה אומר שאתה יכול לעקוב אחר תנועת הגל לאורך דרכו בכיוון ההפוך, כאילו צפינו בסרט בהילוך אחורה. תארו לעצמכם שהשלכנו חפץ כבד לבריכה. במקביל, היינו רואים התזה של מים והיווצרות גלים על פניו, שבסופו של דבר ישככו. כעת, אם נשלחים גלים הפוכים בזמן לבריכה, הם בסופו של דבר יצטברו ויהוו את ההתזה שראינו לאחר שנפל חפץ כבד לתוך הבריכה.

עד כה לא נצפה היפוך כזה עבור גלים אלקטרומגנטיים בטווח הנראה במרחב התלת מימדי. מדענים מאוניברסיטת קווינסלנד וממעבדות נוקיה בל הצליחו לעשות זאת. הם יצרו מכשיר המאפשר לשלוט בתנועת האור בחלל באמצעות סיבים אופטיים.

קשה מאוד לשלוט באור ולהפוך אותו בזמן, מכיוון שתהליכים אלה הכוללים גלים אלקטרומגנטיים מתרחשים תוך טריליון שניות.

כדי להבין את מהות הפיתוח, החוקרים מציעים לדמיין את תנועת האור דרך הערפל. בהתחלה האור הוא אלומה מרוכזת, אבל בערפל הוא מתחיל להתפזר ומגיע אלינו בצורה זו. המשימה של החוקרים הייתה לאסוף את כל האור המפוזר בדרך זו ולשחזר את נתיב החזרה שלו על ידי התמקדות בנקודה אחת.

ההגדרה החדשה אפשרה לראשונה להפוך גל אופטי בזמן. יכולת זו לשלוט בהתפשטות האור תהיה שימושית עבור יישומים רבים, החל מהדמיה ולכידת עצמים באמצעות גלים אלקטרומגנטיים ועד ליצירת קרני לייזר אינטנסיביות מאוד.

<< חזרה: שיא צפיפות קלטות חדש 22.12.2020

>> קדימה: ממירי DC/DC OPTIREG Switcher TLS412xD0x 21.12.2020

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

שרביט קסמים קולי 12.01.2015

"Wingardium Leviosa" - לחש כזה שימש את הדמויות מסדרת האגדות על הארי פוטר כדי לגרום לחפצים לעוף באוויר עם גל של שרביט קסמים. אבל בעוד שסופרים ובמאים מעלים סיפורים פנטסטיים חדשים, המדע, צעד אחר צעד, מביא לחיים דברים שנראו בלתי אפשריים קודם לכן. הפעם זה היה על הזזת חפצים באוויר, או ריחוף. ריחוף יכול להיקרא אפקט פיזי כזה שבו חפץ ללא תמיכה גלויה נמצא או נע באוויר. למשל, אם מניחים מגנט רגיל מעל חומר מוליך שקודם לכן מקורר לטמפרטורה נמוכה, אז יקרה "נס" - המגנט יצוף באוויר בחופשיות בגובה נמוך. זה נובע מההתנהגות המיוחדת של השדה המגנטי במוליכי-על.

תופעה כזו, אם כי מוזרה מאוד, אינה מועילה לשימוש מעשי: הצורך להעביר מגנטים על גבי מוליך-על מקורר לטמפרטורת חנקן נוזלי לא יתעורר אצל כולם. זה עניין אחר לגמרי אם ממציאים שיטה להזיז חפצים כלשהם ללא מגע, ללא קשר לאופיו. המצאה כזו תידרש באופן נרחב באותם אזורים שבהם הטוהר הקיצוני של החומרים חשוב. לדוגמה, בתרופות או במיקרו-אלקטרוניקה: שם כל מגע נוסף עם החומר יכול להביא לתוכו זיהומים לא רצויים. פיזיקאים מאוניברסיטת סאו פאולו בברזיל הציעו דרך לגרום לחפצים קטנים לא רק לצוף באוויר, אלא גם להזיז אותם בכיוון הנכון.

כדי להתגבר על כוח הכבידה, השתמשו החוקרים בלחץ שמפעילים גלי קול. אתה יכול להרגיש את עוצמת הקול אם אתה עומד מול רמקול חזק הפועל בווליום מלא. צליל הוא רטט המתרחש בכל מדיום. זה יכול להיות אוויר, מים או חומרים מוצקים. אין גלי קול בחלל, כי אין מדיום שבו הם יכולים להתפשט: ואקום הוא חלל שקט. מנקודת מבט פיזית, העברת קול באוויר היא תנועה של אזורים בלחץ גבוה ונמוך. תנודות הלחץ יוצרות כוח שיכול לפעול על עצמים מכניים. כך מסודרת האוזן שלנו, שבה צלילי העולם הסובב אותנו מועברים למוח באמצעות תנודות של עור התוף.

כעת עלינו לזכור תכונה נוספת של תנודות - קיומם של גלים עומדים. הדוגמה הפשוטה ביותר: אם תקבע קצה אחד של חבל ארוך, ותזיז את השני למעלה ולמטה בתדירות קבועה, אז כמה נקודות של החבל יישארו ללא תנועה. היווצרותו של גל עומד כזה מתרחשת עקב סופרפוזיציה של שני גלים - המקורי, שנוצר על ידי תנועת הקצה החופשי של החבל, והגל המוחזר. ההשפעות המתעוררות כאשר גלי קול מונחים זה על זה היוו את הבסיס לשיטה המפותחת של ריחוף אולטרסאונד. הפולט פולט גלים קוליים המוחזרים ממשטח שנמצא במרחק מסוים. הגלים המוקרנים והמוחזרים מסתכמים ויוצרים משהו כמו מסדרון, שבו מתחלפים אזורים של לחץ גבוה ונמוך. אם חפץ נופל לאזור של גל קולי עומד, האנרגיה של הגלים מספיקה כדי לפצות על כוח הכבידה, ואנו רואים את השפעת הריחוף.

למרות העובדה ששיטת הריחוף האולטראסוני החלה להתפתח לפני מספר שנים, לא היה קל להשיג אחיזה יציבה של עצמים באוויר. במשך זמן רב לא ניתן היה ליצור גל אולטראסוני עומד יציב בעל עוצמה מספקת: תנועה קלה של הפולט או הרפלקטור - והאפקט נעלם. כדי לפתור בעיה זו, מרקו אנדרדה ועמיתיו השתמשו בעקרון של היווצרות גל עומד המבוסס על השתקפויות מרובות. הם הכינו רפלקטור קולי קעור מיוחד שבעזרתו הצליחו להשיג ריחוף של כדורי פלסטיק קטנים מבלי לכוונן את המערכת. גם אם מחזיקים את מחזיר הגל ביד, אפקט הריחוף לא נעלם - עד לאחרונה זה נראה בלתי אפשרי. לטכנולוגיה הזו יש הרבה יותר סיכויים ליישום אמיתי.

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