Сотрудники Научно-технического института Окинавы (OIST) продемонстрировали новый механизм, который позволяет управлять электронами в нанометровом пространственном и фемтосекундном временном масштабах. Статью об этом исследовании команда институтского отдела фемтосекундной спектроскопии под руководством профессора Кешава Дани (Keshav Dani) разместила в журнале Science Advances.
«С помощью лазерного луча с неоднородным профилем интенсивности мы изменяли локальные поверхностные потенциалы (так называемый поверхностный фотоэлектрический эффект), чтобы получить пространственно вариабельное электрическое поле внутри пятна фотовозбуждения», — рассказала доктор Лейна Вонг (E Laine Wong).
Использовав комбинацию методов фемтосекундной спектроскопии и электронной микроскопии, физики OIST сняли короткий видеоролик течения электронов в фемтосекундном отрезке времени. Высокое разрешение, обеспечиваемое электронным микроскопом позволило визуализировать движение электронов в пределах крошечного пятна, оставляемого на поверхности полупроводника лазерным лучом накачки. Зондирующие импульсы второго сверхскоростного лазера применялись для мониторинга эволюции возбуждённых электронов.
Результаты этой работы свидетельствуют о принципиальной возможности управления движением электронов внутри фокального пятна лазера, то есть с точностью выше, чем позволяет предел светового разрешения. Со временем, полагают авторы, такая возможность будет реализована в нанометровых электронных схемах. Над прототипами таких устройств сейчас и работает команда профессора Дани.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/ 

Ученые поделились результатами первых научных экспериментов на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах. Лазер смог определить ранее неизвестную структуру белка, который отвечает за устойчивость бактерии — возбудителя пневмонии к антибиотикам.
Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European x-ray free electron laser, или XFEL) — самый крупный в мире лазер на свободных электронах, созданный для наблюдения за процессом химических реакций. Проект разработали в исследовательском центре DESY в Гамбурге и презентовали еще в 2002 году. Далее проект в основном финансировали Германия и Россия. XFEL был запущен в 2017 году. Сам лазер установлен в Германии, под землей. Его протяженность — 3,4 километра. Работает он по следующему принципу: пучки электронов в XFEL ускоряются и попадают в ондулятор — устройство с периодическим магнитным полем. В нем электроны излучают фотоны в диапазоне от терагерцевого до рентгеновского.
Результаты экспериментов на XFEL DESY опубликованы в журнале Nature Communications. По словам исследователей, они увидели, что лазер на порядок ускоряет проведение экспериментов и показывает по-настоящему интересные результаты. Чтобы раскрыть трехмерную структуру белка, лазерное излучение использовали для получения рентгеновских снимков белковых кристаллов. Получение дифракционных картинок с разных сторон позволяет определить пространственную структуру этого белка.
Сначала ученые проверили работу лазера и определили структуру хорошо изученного фермента — лизоцима, который получают из белка куриных яиц. Его структура, полученная на XFEL, оказалась идеально соответствующей уже известной структуре фермента.
Затем они взяли фермент из группы бета-лактамаз CTX-M-14, выделенный из бактерий Klebsiella pneumoniae, устойчивость к антибиотикам которых — серьезная проблема в медицине. Эту бактерию также называют палочкой Фридлендера, она один из возбудителей пневмонии. Кроме того, Klebsiella pneumoniae связана с инфекциями мочеполовой системы. Некоторые больничные штаммы бактерии уже способны противодействовать даже специально разработанным антибиотикам. Поэтому понимание того, как происходит этот биохимический процесс, становится необходимым.
Так, получение пространственной структуры фермента на XFEL и подробное описание химических реакций, в которые он вступает, важно для дальнейшей разработки препаратов, способных бороться с бактерией.
Источник - https://naked-science.ru/

В субботу, 15 сентября, НАСА запустило современный высокотехнологичный космический лазерный спутник для отслеживания потери льда по всему миру и улучшения прогнозов роста уровня моря по мере потепления климата.
Спутник ICESat-2, весом полтонны и стоимостью 1 миллиард долларов, стартовал на борту ракеты Delta II с военно-воздушной базы Ванденберг в Калифорнии в 6:02 утра.
Предыдущая миссия ICESat по измерению высоты ледяного покрова началась в 2003 году и завершилась в 2009. За годы наблюдений спутник показал, что морской лед истончается, а ледяной покров в прибрежных районах Гренландии и Антарктиды исчезает.
За прошедшие девять лет измерения уровня льда проводились также в рамках воздушной миссии под названием IceBridge. Самолеты пролетали над Арктикой и Антарктикой, выполняя измерения меняющегося льда. Однако взгляд из космоса — особенно с использованием новейших технологий — должен предоставить гораздо более точные данные.
Обновление данных очень актуально и необходимо, поскольку глобальная средняя температура растет из года в год. «Потеря морского льда, покрывающего Северный Ледовитый океан, влияет на нашу погоду, а потеря льда, покрывающего Гренландию и Антарктиду, поднимает уровень моря», — сказал специалист ученый НАСА по криосфере Том Вагнер.
Новый спутник должен исследовать лед в глубинах Антарктиды — областях, являющихся загадкой для ученых. Лазер будет посылать 10 000 импульсов в секунду. У первой версии спутника этот показатель составлял 40 импульсов в секунду. Измерения будут выполняться через каждые 0,7 метра по пути его следования.
«Спутник сможет собрать достаточное количество данных для оценки ежегодного изменения высоты льда в Гренландии и Антарктике, даже если она будет составлять всего четыре миллиметра», — говорится в заявлении НАСА.
Важно отметить, что лазер будет измерять наклон и высоту льда, а не только площадь, которую он покрывает. «Наши данные позволят лучше прогнозировать будущее ледяного покрова», — сказал Том Нейман, заместитель научного сотрудника проекта ICESat-2.
Несмотря на свою мощность, отправленный с высоты 500 км над Землей лазер будет не настолько горячим, чтобы расплавить лед. Миссия запланирована на три года, но запас топлива рассчитан на десять лет на случай продления.

Источник - http://ecoportal.su/


Первое в России производство высокочистых кварцевых материалов для волоконной оптики будет создано в Саранске. Это позволит снять зависимость от импортных поставок и наладить замкнутый цикл производства оптического волокна.

Об этом заявил глава РМ Владимир Волков на заседании Научно-технического совета (НТС) "Технопарка - Мордовия".

Именно волоконная оптика является основной специализацией саранского технопарка. Напомним, что три года назад, в сентябре 2015-го, в столице республики был открыт первый в стране завод по производству оптоволокна. На сегодня предприятие обеспечено заказами, весомая доля продукции поставляется на экспорт: в Китай, Австрию, Великобританию, Чехию, Польшу. В условиях санкционного режима российские производители активно переориентируются на отечественное оптоволокно.

Пока саранский завод работает на импортном сырье - преформы для получения волокна поставляются из-за рубежа. Избавиться от этой зависимости поможет создание в регионе инжинирингового центра волоконной оптики (ИЦВО). Работать здесь будут ученые со всей страны. Уже в этом году в центре планируется оснастить и открыть лабораторию волоконно-оптических компонентов и кристаллической оптики, что позволит начать выпуск первых коммерческих продуктов. О заинтересованности в их закупке уже заявили десятки компаний.

Как отметил председатель НТС мордовского технопарка, гендиректор Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) академик РАН Евгений Каблов, в условиях взятого страной курса на создание цифровой экономики проект имеет стратегическое значение.

- Без волоконных световодов цифровая экономика в стране работать не будет, - подчеркнул ученый. - Много различных компаний делают волокно, но уникальность саранского технопарка - в том, что он позиционируется как основной игрок по созданию специальных волокон. Уверен, что мы справимся с этой задачей и запустим производство преформ для чистого кварца, чтобы создать волокно со специальными свойствами. Это даст возможность выйти на новый уровень по скорости передачи информации.
На заседании отмечалось, что региону сегодня отводится важная роль в создании инфраструктуры цифровой экономики.

- В республике будет создан замкнутый цикл производства оптоволокна в России. У нас будут производиться чистый кварц, преформы и волокно, - подытожил глава РМ Владимир Волков. - На очереди - завершение инжинирингового центра. В течение месяца будет разработан бизнес-план, который представим руководству страны. Уже в ноябре решится вопрос о начале строительства в Мордовии второй очереди завода по выпуску преформ. Реализовав этот проект, мы приблизим решение следующей задачи: речь идет о полной локализации производства оптических волокон и оптоэлектроники - от создания технологий производства высокочистых кварцевых материалов до изготовления приборов и систем на основе оптоволокна. Мы прекрасно понимаем, что построение инфраструктуры цифровой экономики невозможно без использования оптического волокна. Этот материал востребован и в других отраслях: в оборонно-промышленном и топливно-энергетическом комплексе, атомной энергетике, высокотехнологичной медицине. Для Мордовии, не имеющей минеральных ресурсов, оптоволокно - это наша нефть.

Справка "РГ"

В прошлом году "Технопарк - Мордовия" вошел в пятерку лучших в стране по итогам рейтинга Ассоциации кластеров и технопарков. За последние пять лет количество резидентов здесь выросло в пять раз. Сейчас на базе технопарка работают 118 компаний, которые реализуют около 350 проектов. Объем их продукции и услуг за последние три года удвоился и превысил показатель в десять миллиардов рублей.

Источник - https://rg.ru

Уникальную для России лабораторию лазерных технологий открыли в Научно-исследовательском институте урологии и репродуктивного здоровья человека Сеченовского университета.
Приоритетом лаборатории станет изучение воздействия различных энергий на ткани человека и тестирование новых лазерных аппаратов. Такого уровня инновационных площадок в мире - считанные единицы, в Европе подобная лаборатория имеется только в университете Сорбонны.
С открытием лаборатории Сеченовский университет становится в ряд мировых лидеров лазерной хирургии. Запущенная ректором Петром Витальевичем Глыбочко программа развития научного потенциала привела к ещё одному значимому результату — совместно с подмосковными инженерами из ООО НТО «ИРЭ-Полюс» сеченовцы создали Уролаз — первый отечественный лазер для большой хирургии. Теперь врачам предстоит создать новые режимы применения лазеров и усовершенствовать протоколы лечения.
По словам заместителя директора НИИ по науке Дмитрия Викторовича Еникеева, лаборатория активно займётся методиками лазерной литотрипсии, аблации опухолей, лазерной лапароскопической и эндоскопической хирургии.
«Мы собираемся вести не только научно-исследовательские проекты, но проводить наглядное обучение студентов, ординаторов и врачей», — отмечает Д.В. Еникеев.
Сегодня Сеченовский университет — безусловный лидер в России в области лазерной хирургии: наиболее перспективным направлением в медицине в обозримом будущем.
Сотрудники университета регулярно выступают на крупнейших профессиональных форумах. В частности, доклад о сравнении тулиевой и гольмиевой литотрипсии признан лучшим в своей сессии на Европейском урологическом конгрессе (EAU 2017) в прошлом году, а доклад по лазерному удалению опухоли мочевого пузыря стал лучшим в своей сессии на конгрессе Американской ассоциации урологов (AUA 2018) уже в текущем году.

Источник - https://www.sechenov.ru/

Ученые из Томского государственного университета и Института физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН получили методом лазерной абляции в воздухе наночастицы железа, а также изучили их свойства с помощью рентгеновской дифракции. Как им удалось показать, данный способ получения наночастиц прост и эффективен, а итоговый продукт пригоден для использования в биомедицине и промышленном катализе. Соответствующая статья опубликована в Applied Surface Science.

В настоящее время получение наночастиц методом импульсной лазерной абляции (обстрелом «сырья» лазерными импульсами, создающими наночастицы нужных размеров) является одним из ведущих способов их получения, так как это довольно простой одностадийный метод, что выгодно отличает его от более сложных многостадийных. Однако пока импульсная лазерная абляция в основном применяется к «полуфабрикатам» будущих наночастиц, находящихся в жидкой среде. Очень часто это создает сложности: наночастицы приходится «вынимать» из жидкости, например с помощью ее выпаривания. Такие дополнительные процедуры изъятия наночастиц нередко приводят к изменению их параметров, что усложняет весь производственный процесс. Поэтому авторы новой работы решили получить наночастицы железа в воздушной среде, чтобы потом их было проще собрать и использовать в составе нужного нанокомпозита или коллоида.

Для формирования наночастиц использовался так называемый Nd: YAG лазер (белорусского производства) — твердотельный лазер с активной средой из алюмо-иттриевого граната (то, что в англоязычной литературе называют YAG, а в русской — Y3Al5O12), легированный ионами неодима. Длина волны, на которой работает такой лазер, — 1064 нанометра. Рабочая плотность обстрела мишени была выбрана в 400 мегаватт на квадратный сантиметр.

Мишень из железа размерами 40 на 40 на 5 миллиметров была размещена в цилиндрическом реакторе из кварцевого стекла с внутренним объемом в 565 кубических сантиметров, наполненном воздухом при обычном давлении. После обстрела материала мишени лазерными импульсами длительностью в 7 наносекунд и частотой 20 импульсов в секунду исследователи получили множество испарившихся в воздух камеры железных наночастиц. Большинство из них имело околосферическую форму и диаметр в 12−15 нанометров. Состав частиц варьировался: кроме магнетита среди них были и частицы из нитрида железа (за счет реакции части азота воздуха с чистым железом мишени). Все образовавшиеся наночастицы подвергли четырем последовательным обжигам — нагреву и последующему охлаждению. В ходе обжигов состав и кристаллическая структура наночастиц заметно изменились: из магнетита они превратились в гематит.
Исследователи отмечают, что магнетитные наночастицы, полученные сразу после лазерной абляции, пригодны для использования в водных растворах. Они сохраняют ферромагнитные свойства при комнатной температуре и довольно высокую остаточную намагниченность, что позволяет использовать коллоиды из них в биомедицине, например в составе активных магнитных жидкостей.
Магнитные жидкости применяются для целенаправленного разогрева области, куда была осуществлена их инъекция. Под действием индукции жидкость с ферромагнитными частицами быстро нагревается, что приводит к гибели ряда патогенов или мутировавших клеток (от возбудителей инфекции до раковых клеток). За счет магнитных свойств жидкости ее можно удерживать в заданном районе человеческого тела с помощью внешних магнитов. Интересно, что магнетиты вырабатываются и в человеческих тканях (например, в мозге, хотя их функции там до сих пор неизвестны), отсюда следует, что их токсичность для организма сама по себе не может быть большой.
Образующиеся же после отжига гематитовые наночастицы также могут представлять заметный практический интерес — известно, что они эффективны в качестве катализатора при крекинге нефти. Особо отмечается, что новый метод получения таких наночастиц (лазерной абляцией в воздухе) довольно прост и в теории легко подвергается масштабированию в плане объема производства.

Источник - https://chrdk.ru/

В 2013-ом «Лунная лазерная демонстрационная коммуникационная система»(ЛЛДКС) успешно установила связь со спутником на лунной орбите. В ходе тестов ученые передавали данные на расстояние в 380 тыс. км со скоростью 622 мегабита в секунду. Сегодня ученые из Lincoln Laboratories при Массачусетском Технологическом Институте успешно протестировали подводную версию этой системы связи.

Вода – враждебная среда, в том числе, и для всех известных человечеству способов связи. Она экранирует радиоволны, рассеивает свет, создает акустические помехи и добиться надежного контакта можно, только связав двух респондентов жестким кабелем. Лазер, который может фокусироваться очень точно и передавать энергию очень далеко, мог бы решить эту задачу. Однако опыты инженеров из МТИ показали, что у ЛЛДКС есть фундаментальный недостаток, исправить который пока не представляется возможным.

Даже чистейшая вода спортивного бассейна рассеивает луч лазера, а в море еще и плавает планктон и всякий мусор, плюс слои жидкости имеют разные химические и физические свойства. Лазер должен бить точно в мишень, чтобы установить связь, однако GPS-системы под водой работают плохо, а инерциальные навигационные модули склонны накапливать погрешность, что дает отклонение в десятки метров и больше для реальных объектов, чем дольше они находятся в свободном плавании. Без знания точных координат приемника включать лазерный передатчик бесполезно.

Сегодня прототип подводного ЛЛДКС работает так: маломощный лазер сканирует пространство вокруг передатчика в поисках приемника. Затем производится захват цели, посылается контрольный сигнал и оба аппарата принимают неподвижное относительно друг друга положение. Далее узкий лазерный луч начинает передавать данные – в бассейне олимпийского типа установка связи заняла около секунды, а за время эксперимента было передано несколько сотен гигабайт данных. Теперь инженеры хотят проверить, удастся ли повторить то же самое в реальном океане, для начала на мелководье. И на больших расстояниях – от 100 м и дальше.

Источник - https://www.techcult.ru/

Сотрудники Московского института электронной техники (МИЭТ) совместно с зарубежными коллегами использовали современные методы лазерной обработки для создания на основе графена фотодетекторов, которые потребляют мало энергии и не нуждаются в охлаждении. Такие фотодетекторы могут использоваться при создании портативных матриц высокого разрешения, составляющих основу современных фото- и видеокамер. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья ученых опубликована в журнале ACS Photonics.
«По сути, мы впервые продемонстрировали новую технологию, основанную на прямой лазерной модификации материала атомной толщины, и впервые продемонстрировали функциональный прибор – фотодетектор, созданный с ее использованием. Учитывая, что электроника и микроэлектроника сейчас находятся в состоянии поиска новых материалов и методов, позволяющих повысить характеристики приборов, предложенная нами технология может явиться началом нового технологического направления», – говорит один из авторов работы, доктор технических наук, профессор кафедры квантовой физики и наноэлектроники МИЭТ Иван Бобринецкий.
Графен – материал, представляющий собой слой графита толщиной в один атом. После своего открытия он привлек внимание ученых из-за обилия уникальных и практически важных физических свойств. Например, этот материал обладает рекордно большой теплопроводностью и высокой механической жесткостью, что делает его пригодным для создания высокоэффективных теплоотводящих поверхностей. Благодаря малой толщине и высокой подвижности электронов в его структуре, графен может использоваться для изготовления элементов микросхем: транзисторов и конденсаторов.
Новое применение этого материала описали в своей работе ученые Московского института электронной техники. Они показали, что графен можно использовать в качестве материала для фотодетекторов. Обычный графен был непригоден для этого из-за быстрой рекомбинации сгенерированных носителей заряда на его поверхности, поэтому ученые модифицировали ее, облучая графен лазером очень короткое время – порядка одной квадриллионной доли секунды. В качестве подложки, на которой проводилась модификация образца, выступил кремний, но, по словам исследователей, заменить его может и гибкий полимер. Это расширяет горизонты возможного использования технологии модификации наноматериалов. В результате эксперимента ученые получили материал с иной структурой энергетических уровней атомов, что обеспечило его высокую чувствительность к воздействию видимого света.
Созданная учеными технология позволяет делать фотодетекторы атомной толщины, которые потребляют мало энергии и не нуждаются в охлаждении. Такие фотодетекторы могут использоваться при создании портативных матриц высокого разрешения, составляющих основу современных фото- и видеокамер. Подобные структуры также можно использовать в новых элементах электроники в качестве компонентов оптических пар – элементов микросхем, сигнал в которых передается с помощью световых, а не электрических импульсов. По словам ученых, применение разработанной технологии перспективно в оптогенетике – исследовании и лечении заболеваний мозга и нервной системы путем введения в ткани оптических волокон. Размещение фотодетектора на конце оптического волокна позволит повысить разрешение и чувствительность методов оптогенетики.
«Работа проведена совместно с учеными из Испании и Германии. Российским ученым, непосредственно участвовавшим в разработке самой технологии, удалось перенять передовой международный опыт как в области создания структур на основе графена, так и в работе на уникальной, в том числе и для Европы, установке высокоскоростной фемтосекундной лазерной литографии. В России установок такого уровня нет», – подводит итог Иван Бобринецкий.

Источник - https://www.gazeta.ru/

Для увеличения емкости современных магнитных носителей информации необходимо преодолеть фундаментальное ограничение на минимальный размер магнитной ячейки памяти. Один из вариантов решения этой проблемы —использование мономолекулярных магнитов. В будущем они могут обеспечить сверхвысокую плотность записи информации на носители, а также стать структурными блоками квантовых компьютеров.
Над исследованиями магнитов размером с молекулу работают ученые Международного томографического центра СО РАН при помощи Лазера на свободных электронах СЦСТИ Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Результаты опубликованы в Journal of Magnetic Resonance.
Глобальная цель проекта МТЦ и ИЯФ СО РАН — научиться манипулировать намагниченностью мономолекулярного магнита с помощью коротких импульсов излучения ЛСЭ на рабочих станциях ЭПР-спектроскопии и СКВИД-магнетометрии. Специально под этот проект физики ИЯФ СО РАН разработали электронный модулятор мощности ЛСЭ, позволяющий формировать микросекундные импульсы терагерцового излучения.
Старший научный сотрудник лаборатории магнитного резонанса МТЦ СО РАН, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель НГУ Сергей Вебер:
«На данный момент мы говорим о фундаментальных исследованиях, но практические приложения, такие как создание ячеек сверхъемких носителей информации и кубитов вполне вероятны в недалеком будущем. Для прикладного использования мономолекулярных магнитов необходимо научиться контролируемо индуцировать в них спиновые переходы — “перемагничивать” молекулы – это и есть основная задача наших экспериментов, которые мы проводим с помощью терагерцового излучения. Получаемые данные уникальны и могут лечь в основу прикладных методик манипулирования спиновым состоянием мономолекулярных магнитов, а также позволят улучшить параметры существующих мономолекулярных магнитных систем».
Одна из проблем, которая стояла перед учеными МТЦ СО РАН, была связана с ограничением времени воздействия мощного лазерного излучения на объект. В первых экспериментах макроимпульсы терагерцового излучения формировались механически. Удалось успешно сформировать импульсы длительностью ~300 микросекунд, но мощность лазера все равно приходилось уменьшать, чтобы не перегревать образец. Тогда специально для этого эксперимента физики ИЯФ СО РАН разработали электронный модулятор мощности ЛСЭ. Весной 2018 г. экспериментально были получены импульсы порядка 50 микросекунд.
«Чтобы избежать сильного нагрева исследуемых образцов, необходимо уменьшить среднюю мощность излучения, но при этом сохранить пиковую. Для решения данной задачи нами был предложен метод электронной модуляции терагерцового излучения, который позволяет относительно быстро выключать генерацию ЛСЭ, сохраняя при этом средний ток электронного пучка, что важно для устойчивой работы ускорителя. Для других пользователей ЛСЭ большее значение имеет не величина средней мощности, а ее стабильность — новый метод позволяет плавно изменять среднюю мощность за счет изменения скважности макроимпульсов. Важно и то, что управлять работой модулятора пользователи смогут самостоятельно со своих рабочих станций».
Электронный модулятор мощности ЛСЭ откроет новые возможности для проведения экспериментов, так как позволит работать на пиковых мощностях без термического воздействия на объекты, а передача контроля за излучением конечному пользователю упростит и сам ход экспериментов.

Источник - http://www.sbras.info/

Если обеспечить беспилотнику постоянный приток энергии, он сможет летать почти вечно, пока не износятся детали или не попадет в аварию. Но и просто многократное увеличение времени полета интересно военным – DARPA тестирует концепцию подзарядки батарей дрона, обстреливая его лазером. В качестве испытательной платформы выбрана модель Silent Falcon.
Идея проста, нужно разместить солнечные батареи не только на верхней стороне крыла машины самолетного типа, но и на нижней. В широком смысле свет лазера, как источник энергии, мало чем отличается от солнечного света. И если мы можем одним комплектом панелей поймать свет Солнца, то второй станет мишенью для наземного лазера, который таким способом передаст туда энное количество энергии. Главное, подобрать такие параметры излучения, которые не разрушат цель.
Предварительные расчеты инженеров DARPA показали теоретическую возможность подзарядить дрон лазером на расстоянии до 10 км. Однако это в идеальных условиях, а стрельба по мишени в туман, снегопад или сильный ветер существенно снижают эффективность процедуры. Что еще хуже, мощность лазера представляет некоторую опасность для сторонних целей, если выстрел пройдет мимо. Точных сведений нет, но в первых экспериментах стрелять сразу в небо американцы побоялись, вместо этого они заставят дрон наворачивать круги вокруг холма, на котором и поставят лазер.
Что выйдет из этой затеи, скоро узнаем. Или не узнаем, потому что в случае успеха технологию наверняка постараются скрыть в интересах военных. Хотя гражданским она бы пригодилась куда больше – сколько маломощных мультикоптеров могли бы просто зависать над заправочными станциями на большой высоте, а не снижаться, создавая риск для окружающих. Да и в целом, лазерная система передачи энергии для городской инфраструктуры и Интернета вещей представляется заманчивой технологией будущего.

Источник - https://www.techcult.ru/

Группа ученых из университетов Бристоля и Бирмингема, занимающаяся вопросами теоретической физики, нашла новый способ изучения распространения света в пространстве, "завязывая" из этого света своего рода трехмерные узлы. Напомним нашим читателям, что лазерный свет только на вид кажется одним сильно сфокусированным лучом, но фактически это - высокочастотное электромагнитное поле, колеблющееся в каждой точке пространства на пути его распространения.
Ученые смогли завязать узлы из поляризованного лазерного света при помощи достаточно традиционных голографических технологий. "Мы все достаточно хорошо знакомы с узлами в окружающем нас материальном мире" - рассказывает профессор Марк Денис, который возглавлял теоретическую часть исследований, - "Раздел математики, называемый "Теорией узлов", описывает привычные нам узлы, используя понятия петель, пересечений и т.п."
"Однако, световые узлы являются гораздо более сложными образованиями. Световой узел - это не только скрученная "нить" луча света, в него входят геометрические и пространственные свойства прилегающей к лучу области пространства".
Для того, чтобы изучить топологию светового узла, исследователи, как упоминалось выше, использовали голографические технологии для создания так называемых сингулярностей поляризации (polarisation singularities). Эти сингулярности были обнаружены профессором Джоном Нье (John Nye) в Бристоле более 35 лет назад, они возникают в точках пространства, где изначально эллиптическая форма колебаний поляризованного света превращается в идеальный круг. В трехмерном пространстве эти сингулярности располагаются на прямой распространения света, создавая в этих точках световые узлы.
В последних экспериментах ученым удалось создать световые узлы гораздо большей сложности, чем это удавалось ранее, и произвести их анализ с большим уровнем детализации. Пока еще не до конца ясно, к каким практическим результатам могут привести исследования в данном направлении, но, со слов профессора Дениса, направление использования световых узлов имеет достаточно серьезные перспективы. "Любые наборы данных можно описать и охарактеризовать с точки зрения заключенных в них линий и поверхностей, а топология, заложенная в световых узлах, может использоваться для проведения обработки этих данных, имеющей любой уровень сложности".

Источник - https://www.dailytechinfo.org/

Поиск