Ученые смогли впервые наблюдать тепловые волны в германии — полуметалле с полупроводниковыми свойствами. Это явление может позволить значительно улучшить работу электронных устройств в ближайшем будущем.

Необходимость в охлаждении вычислительных устройств и других механизмов требует большое количество энергии. Тепловые волны, которые физики обнаружили в полупроводнике, могут помочь частично справиться с этой проблемой
Тепло является мерой интенсивности колебаний атомов в материале. Оно переносится за счет явления диффузии и перераспределяется равномерно по всему кристаллу. К сожалению, это распределение довольно трудно контролировать — существующие стратегии манипулирования отводом тепла в большинстве своем неэффективны.
Вот почему, например, множество электронных устройств сталкиваются с проблемой перегрева при работе. Но если бы тепло могло распространяться в виде волн, ученые получили бы новый инструмент для более эффективного отвода избыточной энергии от различных устройств и механизмов.
Тепловые волны наблюдались до настоящего времени только в немногих материалах, таких как твердый гелий или графит. В новой работе авторы сообщили о наблюдении тепловых волн в твердом германии — полупроводниковом материале, используемом обычно в электронике. По своим свойствам этот полуметалл похож на кремний, на котором строится вся современная электротехника. Физики исследовали тепловой отклик образца германия при помощи лазеров, создающих на его поверхности волну, которая колеблется с высокой частотой. Эксперименты показали, что попавшее таким образом в материал тепло рассеивается не за счет диффузии, как считалось ранее, а благодаря распространению тепловых волн. Помимо самого наблюдения, в этой работе исследователи описали подход, который поможет увидеть тепловые волны и в других материалах. Статья об открытии опубликована в журнале Science Advances.
Источник: https://www.popmech.ru/

 

Было показано, что интенсивное производство ярких источников высокой энергии, таких как рентгеновские лучи, нейтроны и протоны, с помощью лазера с короткими импульсами, является неоценимым инструментом в изучении науки о высоких плотностях энергии.

В попытке решить некоторые из наиболее сложных приложений, таких как рентгеновская радиография объектов с высокой плотностью застройки для целей промышленной и национальной безопасности, мощность и энергия источников должны быть увеличены по сравнению с тем, что в настоящее время было достигнуто государством. современные высокоинтенсивные лазерные системы.

Команда ученых из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), Университета Остина и General Atomics взяла на себя эту задачу. В частности, команда провела экспериментальные измерения образования горячих электронов с помощью высококонтрастного лазера с короткими импульсами на конических и плоских мишенях.

Геометрия конуса представляет собой составной параболический концентратор (CPC), предназначенный для фокусировки лазера на наконечнике. Геометрия конуса показывает более высокие температуры горячих электронов, чем плоские фольги. Моделирование показало, что основным источником этого повышения температуры является увеличение интенсивности, вызванное CPC.

«Мы смогли повысить температуру электронного луча за счет взаимодействия с высокоинтенсивным лазером, выстрелив в фокусирующую конусную мишень», — сказал Русби. «Это показывает, что мы понимаем, как составной параболический концентратор работает в этих условиях лазера».

Русби сказал, что усиление связи с электронами высоких энергий в этих взаимодействиях имеет решающее значение для разработки приложений взаимодействия лазера с плазмой.

Источник  https://gazetadaily.ru/

Компьютерные программы для решения прикладных задач в сфере промышленного использования лазерного импульсного излучения зарегистрированы Роспатентом.
В понедельник, 28 июня, стало известно, что Роспатент зарегистрировал три компьютерные программы для анализа морфологических характеристик, микротвердости и пористости поверхности после лазерного структурирования, разработанные в Институте машиностроения, материаловедения и транспорта Саратовского государственного технического университета имени Гагарина (СГТУ).
Экспериментальные исследования проводились в учебно-научной лаборатории «Электрофизические процессы и технологии» кафедры «Сварка и металлургия», сообщает пресс-служба вуза. Учёные использовали отечественную автоматизированную установку для термофизической когерентной модификации поверхности LRS-50A производства ОКБ «Булат».
Сегодня лазерные технологии используются при сварке, резке, наплавке, гравировке, очистке, микрообработке металлов, а также в аддитивном производстве (3D печать из металлического порошка). Лазер позволяет улучшить качество изготавливаемой продукции и сократить производственные издержки.
Напомним, что учёные Национального государственного исследовательского технологического университета «МИСиС» разработали метод низкотемпературного синтеза мультиграфеновых плёнок. Полученный таким образом графен может служить добавкой к силуминовым порошкам (сплав алюминия и кремния) для получения качественно новых композитных материалов для 3D печати.
Источник: https://forpost-sz.ru/

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета проанализировали данные оптических телескопов более чем за восемь лет и смогли объяснить механизм вращения плоскости поляризации в блазарах. Результаты исследования опубликованы в MNRAS — одном из ведущих астрофизических журналов, который выпускает Королевское астрономическое общество.
Как отмечает один из авторов статьи, старший научный сотрудник кафедры астрофизики СПбГУ Дмитрий Блинов, поляризацию света активных ядер галактик исследователи изучают более 50 лет. Одни из первых научных работ на эту тему были опубликованы еще в 1960-х годах профессором кафедры астрофизики СПбГУ Владимиром Александровичем Гаген-Торном и доцентом кафедры астрофизики ЛГУ Виктором Алексеевичем Домбровским.
Во Вселенной основной материал сконцентрирован в галактиках с сотнями миллиардов звезд: в Млечном пути их насчитывается около 200–400. В центре галактик находятся сверхмассивные черные дыры, чья масса колеблется от миллионов до миллиардов масс Солнца. Вокруг черных дыр находится большое количество звезд, газа и пыли, которые, оказываясь слишком близко к черной дыре, «падают» в нее. Однако черная дыра не может поглотить это полностью и выбрасывает часть вещества в межгалактическое пространство в виде экстремально быстрых струй плазмы — так называемых джетов.
Наиболее удобными объектами для изучения этого явления считаются блазары — активные ядра галактик с очень большой светимостью, чей поток плазмы (джет) направлен в сторону Земли под углом не более 15 градусов. Такие объекты являются основными источниками космического гамма-излучения, природа и свойства которого не до конца исследованы. Кроме того, блазары озадачивают астрономов и другими явлениями, в числе которых вращение плоскости поляризации.
Плоскость поляризации волны — это плоскость, в которой вектор (например, электрический) колеблется, изменяется. На рисунке голубым цветом показаны колебания электрического вектора, а красным — плоскость поляризации.
Свет, который мы видим в природе, как правило, состоит из множества таких волн, направленных в разные стороны, в этом случае ориентация плоскости поляризации случайна (на рисунке слева). Полностью поляризованный свет (на рисунке справа) распространяется с колебаниями электрического вектора только в одной плоскости — такое явление можно наблюдать в некоторых лазерах. Однако физические процессы в основном создают частично поляризованный свет, когда электромагнитные волны в пучке света чаще колеблются вдоль одного из направлений. Так, на рисунке посередине показаны электромагнитные волны в пучке частично поляризованного света, направленного в сторону читателя. Именно такой свет наблюдают ученые, исследуя блазары: для этого они изучают активные ядра галактик через телескоп со специальным поляризационным фильтром, похожим на солнцезащитные очки, которые пропускают колебания только в одной плоскости.
Десятилетия наблюдений показали, что плоскость поляризации видимого света у блазаров иногда вращается. Ученые выдвигали несколько гипотез, которые могли бы описывать механизм подобных вращений, но ни одна из них не имела достаточных доказательств. Исследовательская группа лаборатории наблюдательной астрофизики СПбГУ обратила внимание на одну из теоретических моделей, которая была предложена еще в 2010 году в научной статье, где также принимали участие сотрудники СПбГУ. В ней рассматривалось вращение плоскости поляризации и было предсказано, что такие вращения должны совпадать с повторяющимися вспышками гамма-излучения.
Чтобы проверить эту гипотезу, группа исследователей СПбГУ в сотрудничестве с учеными из Института астрофизических исследований Бостонского университета, Института радиоастрономии Макса Планка и других научных организаций проанализировала общедоступные данные космической гамма-обсерватории Ферми, которая наблюдала один из самых активных блазаров 3C 279, а также результаты наблюдений обсерватории СПбГУ, Крымской астрофизической обсерватории, телескопа Перкинс и других.
«Мы сопоставили результаты многочисленных наблюдений поляризации оптического излучения блазара 3C 279 с открытыми данными телескопа Ферми, который с 2008 года регулярно сканирует все небо и показывает распределение потока гамма-лучей. Нам удалось обнаружить картину вспышек у этого блазара, которая повторялась по меньшей мере три раза вместе с вращениями оптической поляризации. Это подтверждает предложенную ранее модель, объясняющую вращения поляризации», — рассказывает Дмитрий Блинов.
Кроме того, опираясь на полученные данные, исследователи смогли описать структуру внутренней части джетов. Оказалось, что быстрый хребет, центр джета, окружен более медленной оболочкой, которая состоит из кольцеобразных конденсаций. Когда сгусток плазмы продвигается в хребте джета на огромной скорости, он рассеивает низкоэнергетические фотоны от оболочки до энергии гамма-диапазона, из-за чего происходят вспышки, которые и наблюдали ученые. Так как кольцеобразные структуры оболочки оказались стабильны на протяжении многих лет наблюдений, такие вспышки повторились несколько раз.
Полученные в ходе исследования результаты стали основой 3D-анимации, которая дает представление о процессах, происходящих во внутренних частях активных ядер галактик. По словам Дмитрия Блинова, в дальнейшем подобные паттерны вспышек в гамма-диапазоне могут помочь прояснить другие вопросы. Так, по одной из гипотез, именно джеты с быстрыми хребтами и медленной оболочкой могут производить фундаментальные космические частицы — нейтрино, а повторяющиеся паттерны вспышек могут указывать на блазары, которые излучают космические нейтрино.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ Источник: https://scientificrussia.ru/

В конце июня факультет повышения квалификации и переподготовки кадров НИЯУ МИФИ совместно с Лазерным центром Института лазерных и плазменных технологий университета провёл курс повышения квалификации сотрудников для высокотехнологичного предприятия ПАО «Корпорация ВСМПО АВИСМА» по программе «Волоконные лазеры. Лазерные технологии».
Обучение провел руководитель Лазерного центра НИЯУ МИФИ Виктор Петровский. На лекциях рассматривались основные конструктивные особенности и характеристики волоконных лазеров и современные лазерные технологи. Практические занятия проводились на производственных площадках НТО «ИРЭ-Полюс» в г. Фрязино, крупнейшего в мире производителя волоконных лазеров. Слушатели программы приобрели знания и опыт использования современных лазерных технологических комплексов на основе мощных волоконных лазеров.
ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» – один из крупнейших в мире производителей титана, имеющий полный технологический цикл: от переработки сырья до выпуска готовых изделий с высокой степенью механической обработки. Корпорация поставляет продукцию на рынки 50 стран, глубоко интегрирована в мировую авиакосмическую индустрию и является для многих компаний стратегическим поставщиком. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт) образован 8 апреля 2009 года на базе Московского инженерно-физического института (государственного университета). Историю ведёт от основанного в 1942 году Московского механического института боеприпасов (ММИБ). Первоначальной целью института ставилась подготовка специалистов для военных и атомных программ Советского Союза. В 1945 г. переименован в Московский механический институт, а в 1953 г. в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). С 1993 г. — Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет). С 2003 г. — Московский инженерно-физический институт (государственный университет). С 2009 г. — Национальный Исследовательский Ядерный Университет «МИФИ».
Источник: https://www.atomic-energy.ru/

Говоря о современной броне, можно выделить две главные характеристики – тонкость слоя и небольшой вес. Ученые уже сделали немало открытий на этом пути. Так, самым лучшим материалом для изготовления брони сегодня считается кевлар. Однако, материаловеды из Массачусетского технологического института, используя современные нанотехнологии, получили материал, превосходящий по своим броневым характеристикам даже кевлар. Получившийся результат стал финалом большой работы, когда теория многократно проверялась экспериментами.
Основой разработки стала смола, чувствительная к воздействию света. Специальными лазерами была выполнена ее обработка так, что образовалось некое подобие решетки из однотипных микроскопических стоек. Последующее помещение заготовки в вакуумную камеру и высокотемпературное воздействие позволило получить легкую углеродную структуру, идеально подходящую для поглощения энергии удара. Она в значительной степени напоминает структуру пенопласта, но отличается от него наличием распорок, придающими большую эластичность с преобладанием изгиба.
Затем последовало и другое открытие. Ученые обнаружили, что есть возможность регулирования свойств материла, изменяя его архитектуру. Меняя расположение вертикальных стоек, можно сравнительно легко, генерировать его свойства, достигая удивительных результатов. Следующим шагом стало изучение свойств нового материала с применением нестандартных подходов. Особое внимание было уделено изучению того, как проходит «быстрая деформация» материла, максимально приближенная к реальным сценариям. Ученые в специальной установке начали «бомбардировать» материал частицами на сверхзвуковых скоростях.
Эксперимент позволил сделать однозначный вывод о том, что масштабирование материала позволит получить броневые качества существенно лучше, чем у самых передовых материалов на сегодняшний день.
Подробнее: https://itcrumbs.ru/

Исследователи RIKEN впервые визуализировали сверхбыстрое плавление алмаза при интенсивном рентгеновском облучении. Это наблюдение поможет ученым улучшить экспериментальные методы, в которых используются импульсы рентгеновского излучения высокой интенсивности для определения структуры материалов.
Теоретически, чтобы расплавить алмаз, вам нужно поместить его в духовку и установить температуру выше 3500 градусов по Цельсию (на самом деле, он превратится в графит задолго до плавления). Но ученые RIKEN наблюдал алмазное плавление при значительно более низких температурах, ударив по нему с УКАМИ от лазера на свободных электронов рентгеновского (XFEL).
Известно, что импульсы XFEL возбуждают сразу много электронов, вызывая необратимый беспорядок в образце. Но точный механизм, с помощью которого происходит это повреждение, был неизвестен.
Теперь Ичиро Иноуэ и Макина Ябаши, оба из центра RIKEN SPring-8, вместе со своими сотрудниками использовали метод, который использует первый импульс рентгеновского излучения для возбуждения образца и второй импульс с другой энергией и малым временем. задержка, чтобы исследовать эффекты первого импульса . Этот метод позволил им внимательно следить за тем, что происходило с образцом после того, как на него попали рентгеновские лучи.
Эксперименты проводились на компактном лазере на свободных электронах «Спринг-8 Ангстрем» (SACLA), который в 2011 году стал вторым XFEL в мире, который начал работу. «Среди установок XFEL в мире SACLA обладает уникальной способностью производить сверхинтенсивные двойные рентгеновские импульсы с разными длинами волн», — комментирует Ябаши. «Это свойство желательно для проведения настоящего типа новых исследований».
Исследователи визуализировали распределение зарядов вокруг атомов углерода в образце алмаза после облучения XFEL. Связи углерод-углерод разорвались примерно через 5 фемтосекунд, и атомы начали вести себя как изолированные атомы, перемещаясь из своих исходных положений и заставляя материал плавиться.
Этот временной масштаб намного быстрее, чем разрыв связи, вызванный нагреванием, и вспомогательное моделирование показало, что плавление действительно не является термическим. Вместо этого это вызвано модификацией потенциальной энергии, ощущаемой атомами.
Можно ожидать, что такое нетепловое плавление произойдет во многих экспериментах с XFEL, и, таким образом, это важный фактор, который следует учитывать при любом исследовании определения структуры с помощью импульсов XFEL.
Источник: https://1nsk.ru/

Не так давно несколько команд продемонстрировали сверхкомпактные частотные гребёнки (серии параллельных, малошумящих и высокостабильных лазерных линий), поместив полупроводниковый лазерный чип и отдельный чип кольцевого резонатора из нитрида кремния очень близко друг к другу. Однако в этих решениях лазер и резонатор по-прежнему оставались отдельными устройствами, изготовленными независимо, а их идеальная подгонка это дорогостоящий и трудоёмкий процесс, который нельзя масштабировать.
Решающим прорывом в этой области стала статья «Лазерные солитонные микрогребёнки, гетерогенно интегрированные на кремнии», опубликованная в новом выпуске журнала Science. Она рассказывает о первом успехе в интеграции полупроводникового лазера на кристалле с резонатором, способным производить лазерные микрогребёнки, который был достигнут Калифорнийским университетом в Санта-Барбара (UCSB) совместно со швейцарским Федеральным технологическим институтом (EPFL).
Работая последовательно над одной и той же пластиной, исследователи применили разработанный в UCSB процесс гетерогенной интеграции для создания высокоэффективных лазеров на кремниевой подложке и фирменный «фотонный дамасский процесс» EPFL, чтобы изготовить из нитрида кремния микрорезонаторы со сверхнизкими потерями и высокой добротностью.
В отличие от раздельного изготовления устройств и последующего их объединения, одного за другим, комбинация этих решений позволяет производить тысячи устройств на одной 100-миллиметровой заготовке, с перспективами дальнейшего масштабированием на пластины диаметром 200 или 300 мм, соответствующие отраслевому стандарту, и с использованием стандартных КМОП-совместимых технологий.
«Наш подход открывает путь к массовому и недорогому производству частотных гребёнок на чипе для следующих поколений высокопроизводительных трансиверов, центров обработки данных, космических и мобильных платформ», — заявили исследователи.
В нынешнем виде интегрированная на чип гребёнка дает от двадцати до тридцати пригодных для использования линий, но разработчики ставят перед собой цель увеличить это число, желательно, до сотни комбинированных линий на каждый лазер-резонатор, с низким расходом энергии.
Источник: https://ko.com.ua/

 

Технологии, основанные на использовании законов причудливого квантового мира, уже достаточно давно используются в областях высокоточного хронометрирования, космической навигации, геолокации и т.п. Однако, с точки зрения практичности использования, эти технологии еще очень и очень далеки от идеального варианта. И не так давно исследователи разработали новый высокопроизводительный, компактный и малопотребляющий генератор охлажденных атомов, который имеет все шансы стать ключевым компонентом множества новых квантовых технологий и портативных квантовых устройств. Хотя это кажется несколько парадоксальным, свет лазера может быть использован для охлаждения атомов и других частиц до чрезвычайно низких температур. Этот свет воздействует на атомы, в результате чего возникают крошечные силы, постепенно замедляющие тепловое движение частиц. Такой метод идеально подходит для создания генератора холодных атомов, которые могут выступать в роли квантовых битов, кубитов, они могут являться источником опорного сигнала для высокоточного измерений времени, чувствительными элементами датчиков, выполняющих измерения, связанные с инерционной навигацией, гравитационными волнами, темной материей и т.п. Процедура лазерного охлаждения обычно требует использования множества высококачественных зеркал, расположенных строго в установленных местах под определенными углами, которые позволяют направить лучи света на охлаждаемые в вакууме атомы. В данном случае исследователям удалось обойтись только четырьмя зеркалами, устроенными в виде перевернутой пирамиды, словно лепестки цветка. В нижней части этой пирамиды есть отверстие, через которые атомы покидают зону охлаждения и попадают в рабочее пространство, где они используются по назначению. Размер выходного отверстия может изменяться, что приводит к изменению количества атомов за единицу времени, покидающих охлаждающее устройство.

Особое взаимное расположение четырех зеркал позволяет отразить свет от единственного лазера, подаваемый с определенной точки под определенным углом, что значительно упрощает конструкцию всей оптической системы в целом. Эти зеркала изготовлены из полированного металла, на поверхность которого нанесено специальное диэлектрическое покрытие. Для тестирования нового генератора холодных атомов ученым пришлось даже создать дополнительное устройство, которое способно измерить количественные и качественные показатели потока атомов, выходящего из устройства. «На выходе генератора мы зарегистрировали стабильный поток атомов рубидия» — пишут исследователи, — «Все параметры этих атомов являются практически идентичными, а их большое количество позволяет значительно увеличить точность проводимых при их помощи измерений. Также за счет большого количества задействованных в измерениях атомов значительно увеличивается значение соотношения сигнал/шум и расширяется динамический диапазон». Новый источник холодных атомов, за счет простоты его конструкции, уже прямо сейчас практически готов к началу его применения. А простота процесса сборки, которая проводится всего за несколько этапов, позволит наладить в случае необходимости производство таких устройств в любых количествах.

Источник: https://dailytechinfo.org/

Российское супероружие, основанное на новых физических принципах, ждет учебно-боевая проверка. Минобороны планирует задействовать его в серии маневров. Речь идет о лазерах, сверхскоростных ракетах и робототехнике. О создании большинства образцов публично было объявлено лишь несколько лет назад, но сейчас все они либо уже испытаны, либо находятся на завершающих этапах принятия на вооружение.
Военный эксперт Дмитрий Корнев считает, что среди образцов будет лазерный комплекс «Пересвет», предназначенный для поражения систем оптического наблюдения самолетов, беспилотников и даже спутников противника.
«Похоже, сейчас решили провести учения по применению комплекса, его развертыванию и сопровождению ракетных систем. Полагаю, в целом маневры будут достаточно масштабными и заметными для потенциального противника», — предположил В числе других перспективных кандидатов для участия в учениях военные специалисты называют гиперзвуковые ракеты «Кинжал» и «Авангард», а также корабельные «Циркон».
Источник: https://iz.ru/

Лидарами принято называть оптические датчики, использующие инфракрасные лазеры для сканирования окружающего пространства и составления трёхмерной картинки, позволяющей точно определить расстояние до предметов. В системах автопилота лидары призваны играть важную роль, но пока их распространение сдерживается высокими ценами. Компания Innoviz готова потратить десятилетие, чтобы снизить стоимость лидаров вдвое.
Сейчас уже очевидно, что выиграть в конкурентной борьбе сможет тот разработчик лидаров, который предложит самую низкую цену с сохранением адекватных технических характеристик. Ресурсу Barron’s удалось взять интервью у одного из основателей и генерального директора компании Innoviz Омера Кельяфа (Omer Keliaf). Этот израильский разработчик ожидает, что к 2030 году сможет снизить стоимость лидарной системы до $500 в пересчёте на один автомобиль против нынешних $1000 в лучшем случае.
Ёмкость рынка лидаров глава Innoviz оценивает в $55 млрд. Примерно $38 млрд из этой суммы придётся на автомобильные системы с уровнем автономности не выше второго и третьего, ещё $11 млрд придётся на системы четвёртого уровня, которые могут устанавливаться в роботизированные такси. Последние смогут управляться полностью автоматически, без вмешательства человека.
Системы четвёртого уровня автономности не смогут обходиться одним или двумя лидарами на машину, их количество будет выше в удельном выражении.
Именно в увеличении доступности лидаров в сочетании с сотрудничеством с ведущими игроками рынка автомобильных компонентов Innoviz видит рецепт будущего успеха. Снижать себестоимость лидаров в компании пытаются за счёт перехода на использование лазеров с более короткой волной. Твердотельные лазеры тоже не снимаются с повестки дня.
Источник: https://3dnews.ru/

Страница 1 из 10

Главные новости ЛАС

Tout sur Kamagra ici https://www.kamelef.com/kamagra-ou-viagra.html.

Поиск