Физики из Германии обнаружили ранее неизвестный фазовый переход в оптическом конденсате Бозе — Эйнштейна и новое состояние квантов света — сверхдемпфированную фазу.

Новое исследование базируется на открытии в 2010 году нового источника света — одиночного суперфотона, состоящего из многих тысяч отдельных световых частиц. Конденсат Бозе — Эйнштейна — это экстремальное агрегатное состояние вещества, которое возникает только при температурах, близких к абсолютному нулю.

Авторы поясняют, что частицы в такой системе уже находятся в квантово-механическом состоянии и можно сказать, что неразличимы. Они ведут себя как одна гигантская частица.

В своем эксперименте ученые улавливали световые частицы в резонаторе, состоящем из двух изогнутых зеркал. В ходе наблюдений они обнаружили фазовый переход в системе захваченных легких частиц между фазой колебаний и фазой затухания.

Наблюдаемая нами сверхзатухающая фаза соответствует новому состоянию светового поля.
Фахри Эмре Озтюрк, первый автор статьи и аспирант Института прикладной физики

Результаты, по мнению авторов, могут в будущем иметь важное значение для реализации защищенной квантовой связи, а также для поиска новых состояний светового поля.
https://hightech.fm/

Ученые Томского политехнического университета вместе с российскими коллегами и исследователями из Датского технического университета впервые экспериментально подтвердили существование двумерного искривленного пучка квазичастиц плазмонов — плазмонного крючка. «Плоский», двумерный вариант крючка меньше трехмерного и обладает новыми свойствами, благодаря чему исследователи рассматривают его как наиболее перспективный передатчик сигналов в высокоскоростных оптических микросхемах. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Applied Physics Letters (IF: 3,597; Q1).

В существующих вычислительных устройствах информацию передают электроны. Ученые считают, что если заменить их на фотоны — кванты света, то передавать данные можно будет буквально со скоростью света. Чтобы микросхемы и целые компьютеры, работающие на оптическом принципе, стали привычными устройствами и вышли в массовое производство, необходимо найти способ «сжать» свет до наномасштаба.

«Мы ищем новые виды искривленных волновых пучков, которые могут решить эту задачу. Ранее мы смоделировали и экспериментально доказали существование фотонного, акустического крючка, а теперь и плазмонного. На сегодняшний день это самый перспективный кандидат для передачи сигнала. Длина волны плазмонов меньше, чем в свободном пространстве у трехмерного варианта, а область локализации излучения находится в нанодиапазоне. Это критичный показатель для миниатюризации», — говорит руководитель работы, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

Авторы статьи получили «плоский» плазмонный крючок с помощью простого и дешевого фокусирующего элемента. Он представляет собой ассиметричную частицу из диэлектрика размером 4-5 микрометров и толщиной около 0,25 микрометра. По словам ученых, форма частицы может быть разной, в данном случае это был микрокубик с пристыкованной призмой. Эту частицу исследователи разместили на золотую пленку толщиной 0,1 микрометра, на обратной стороне которой была нанесена дифракционная решетка.

Во время экспериментов на решетку направляли луч лазера. Под действием света очень близко от поверхности решетки происходило возмущение плазмонов, то есть свет преобразовывался в плазмонные волны. Эти волны, проходя через ассиметричную частицу диэлектрика, фокусировались в искривленный двумерный луч.

«Двумерный вариант луча мы получили именно за счет специальной формы диэлектрической частицы, — поясняет ученый. — Один из механизмов субволновой структурированной фокусировки основан на явлении плазмонной наноструи, которое нам удалось впервые экспериментально зафиксировать ранее. Когда мы переходим от свободного, трехмерного пространства к плазмонам-поляритонам, то есть в двумерное пространство, проявляется квантовая природа материи. Это позволяет реализовать принципиально новые возможности для управления взаимодействием между материей и светом, например, для реализации методов биосенсинга, основанных на обнаружении в ближнем поле частиц микро- и наноразмеров, биомолекул. Конечно, пока рано говорить о практическом использовании результатов, это задача будущих исследований. Потому что пока любые изыскания и эксперименты по передаче сигналов на оптических принципах находятся в плоскости фундаментальной науки. Для создания, например, производительного оптического компьютера или даже эффективных микросхем ученым из разных областей предстоит преодолеть еще множество вызовов. На их преодоление может уйти 10-15 лет», — поясняет инициатор работы, профессор Томского политехнического университета Игорь Минин.

Исследование было частично поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований и программой повышения конкурентоспособности ТПУ. В работе принимали участие специалисты Датского технического университета, Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН, Московского физико-технического института.
https://news.tpu.ru/

Физики продемонстрировали лазерное охлаждение атомов антиводорода, пойманных в магнитную ловушку. Уменьшение кинетической энергии атомов приводит к сужению спектральных контуров, что было продемонстрировано на примере 1S-2S перехода. Работа опубликована в Nature.

Лазерное охлаждение атомов и ионов играет важнейшую роль в современной атомной физике, поскольку это один из немногих способов, который позволяет понизить температуру газа ниже милликельвина. Наиболее популярный метод лазерного охлаждения — это допплеровское охлаждение. В его основе лежит идея о том, что при поглощении фотона атомом последний приобретает импульс. Если атом при этом летит навстречу фотону, то его кинетическая энергия уменьшится, что и обеспечивает уменьшение температуры всего газа. При этом, однако, поглощение будет эффективно, если энергия фотона немного меньше, чем энергия резонансного перехода в атоме.

Последние годы допплеровское охлаждение послужило мощным инструментом, который позволил изучать вырожденные газы, формировать кубиты, создавать атомные часы и проверять фундаментальные физические законы. Однако до сих пор не удавалось применить его к охлаждению антиматерии, и, в частности, к антиводороду, который состоит из антипротона и позитрона. Причина этого в том, что и без того сложную оптическую систему нужно как-то совместить с инфраструктурой, обеспечивающей производство и удержание антивещества. Другой проблемой становится очень малое количество производимых антиатомов по сравнению с обычными атомами, что в конечном итоге сказывается на уровне сигнала. Наконец, в случае антиводорода охлаждение нужно производить с помощью излучения с длиной волны 121,6 нанометров (линия Лайман-альфа), которая лежит в области вакуумного ультрафиолета и сильно поглощается воздухом и оптическими элементами.
В новой работе физики из восьми стран при участи Джеффри Хангста (Jeffrey Hangst) в рамках коллаборации ALPHA смогли преодолеть эти трудности и продемонстрировать допплеровское охлаждение атомов антиводорода. Сами антиатомы создавались в ловушке Пеннинга смешиванием 105 антипротонов с примерно 3×106 позитронов. За один четырехминутный цикл это позволяло создать несколько десятков атомов антиводорода. Процесс повторялся несколько часов, в течение которых в ловушке собиралось около тысячи антиатомов. После приведения ансамбля антиатомов в дважды спин-поляризованное состояние (по антипротону и позитрону), к газу подводилось излучение линии Лайман-альфа, отстроенное несколько ниже (охлаждение) либо выше (нагрев) одного их резонансов в 1S-2P переходе. Свойства получавшегося газа определялись спектроскопически, а также по аннигиляции антиатомов.

По результатам измерений и сравнения их с численной симуляцией физики сделали вывод о том, что кинетическая энергия антиатомов действительно уменьшается. При этом изменения касаются не только ее продольной компоненты (то есть той, которая определяется проекцией скорости атома на направление движения фотона), но и поперечных компонент, хоть и в меньшей степени. Этого удалось достичь путем подбора формы магнитного поля ловушки, формирующего ангармонический потенциал для антивещества. Авторы отмечают, что распределение атомов антиводорода в этом случае оказывается неравновесным, однако если усреднить кинетическую энергию по всем направлениям, то равновесный газ с такой энергией имел бы температуру 50 милликельвин для самого эффективного протокола эксперимента.

Чтобы явно продемонстрировать факт охлаждения антиатомов, авторы измерили у них спектр 1S-2S перехода в охлажденном и неохлажденном состояниях. Для этого в камеру с образцом заводились два встречных лазерных пучка с длинной волны 243,1 нанометров, после чего измерялись характеристики аннигиляции. Физики обнаружили сужение спектральной линии, которое не только доказывает сам факт охлаждения, но и подтверждает обмен между продольной и поперечной компонентами кинетической энергии.
Авторы ожидают, что полученные результаты могут быть улучшены, если увеличить частоту подачи и мощность лазерного импульса, а также менять со временем частоту лазера и конфигурацию магнитного поля. Развитая ими техника позволит подробнее изучить тонкие фундаментальные эффекты в атомах антиводорода, такие, как тонкая структура или лэмбовский сдвиг, а также дать новый толчок к поискам нарушения CPT-симметрии.

Марат Хамадеев
C. J. Baker et al. / Nature, 2021
Источник - https://nplus1.ru/

В Сыктывкарском политехническом техникуме открылись пять современных мастерских по стандартам «WorldSkills» для подготовки сварщиков и инженеров. Теперь студенты смогут обучаться на новом оборудовании и развиваться навыки для успешного трудоустройства в будущем. Мастерские планируют также использовать для профориентации школьников и повышения квалификации действующих специалистов.

В рамках нацпроекта «Образование» в Коми уже открыто 20 мастерских по стандартам «WorldSkills» в четырех образовательных учреждениях. Учебные классы Сыктывкарского политехнического техникума пополнили это число еще пятью. Все они работают по одной группе компетенций – «Промышленные и инженерные технологии».
Техникум подал заявку на федеральный грант и получил финансирование в 47,6 млн рублей. Также были выделены деньги из бюджета Коми – 4,760 млн рублей, и из внебюджетных источников техникума – 1,2 млн рублей. На эти средства в старых помещениях провели ремонт, закупили более 700 единиц техники для подготовки студентов.
Так в «Аддитивном производстве» создали 12 рабочих мест – это компьютерная станция и 3D-сканер.
– Аддитивное производство – это новое направление для республики. Подразумевает оно «выращивание» на 3D-принтере готовых моделей, которые получаются в результате моделирования при реверсивном инжиниринге. Это создание копии объекта, детали, механизма, станка, органа, позволяющее ускорить производственный процесс. Создается не только сама модель и ее копия, можно вносить изменения, подготавливается техническая документация для производства, – рассказала заведующая мастерской Ирина Мижгородская.
Приобретенные тут навыки сейчас актуальны в медицине для создания моделей, помогающих корректировать предоперационный процесс. Например, формируется макет мозга, который изучается врачами перед хирургическим вмешательством.
В мастерской «Интернет вещей» осваиваются технологии удаленного управления. Навыки помогают координировать работу, например, техники для сортировки грузов на складе или управления «умным домом».
В «Лазерных технологиях» обучаются гравировке, резке и маркировке. В «Электронике» – выполнять монтаж электронных устройств. «Сварочные технологии» говорят сами за себя: тут созданы защищенные кабинки для работы со сваркой разных металлов.

Глава Коми Владимир Уйба в ходе экскурсии по лабораториям отметил, что должна быть преемственность – в мастерские должны приходить школьники:

– Они должны видеть, какой сегодня уровень подготовки будущего профессионала. Что это не кувалда, не ножовка ручная. Что это суперсовременные технологии, высокоточные, компьютеризованные, оцифрованные. Это очень важно, потому что зачастую ребенок 7 класса не понимает, что сегодня выбрать рабочую профессию и ее получить, – это цивилизованно, модно.

Директор техникума Лариса Волощук подчеркнула, что использовать мастерские будут не только студенты ее учреждения, но и других средних профессиональных учреждений. Также здесь организуют повышение квалификации педагогов и специалистов предприятий-партнеров, обучение граждан и получение первой профессии среди школьников.
Министр образования, науки и молодежной политики Коми Наталья Якимова назвала открытие мастерских – колоссальным трудов коллектива и удивительной возможностью для студентов. В 2020 году пока не планируется создавать другие подобные объекты, а для формирования плана на 2021 год нужно дождаться результатов федерального грантового конкурса.
https://ritm-magazine.ru

Команда физиков из Германии успешно транспортировала свет, сохраненный в квантовой памяти ультрахолодных атомов рубидия-87, на расстояние 1,2 мм. Они продемонстрировали, что этот управляемый процесс и его динамика лишь в малой мере влияют на свойства света.

Управляемый контроль и хранение квантовой информации, а также умение получать ее — важнейшие предпосылки прогресса в квантовой коммуникации и вычислениях. Оптическая квантовая память, которая позволяет запоминать и считывать квантовую информацию, сохраненную в свете, может стать основой технологии квантовых повторителей или инструментов для линейных квантовых вычислений.
В последние годы ученые доказали, что группы атомов отлично подходят для хранения и получения оптической квантовой информации. При помощи технологии электромагнитно-индуцированной прозрачности световые импульсы можно улавливать и когерентно отображать для создания коллективного возбуждения атомов. Поскольку этот процесс по большей части обратим, свет может высвобождаться вновь с высокой эффективностью, пишет Phys.org.

В своей работе ученые из Университета Майнца описали управляемое перемещение такого сохраненного света на расстояние 1,2 мм, то есть больше запоминающей среды. В прошлом они уже разработали метод сборки холодных атомов для перемещения на «оптическом конвейере», с помощью двух лазерных лучей. Преимущество этого метода в том, что он позволяет переместить относительно большое количество атомов и разместить их с высокой точностью без существенных потерь и нежелательного нагрева.

Теперь физикам удалось применить эту технику для перемещения облаков, состоящих из охлажденных атомов рубидия-87, которые выступают в качестве «световой памяти».

«Мы сохранили свет, так сказать, положив его в чемодан, только в нашем случае чемодан сделан из облака холодных атомов, — пояснил профессор Патрик Виндпессинджер. — Мы переместили чемодан на короткое расстояние, а затем вынули из него свет. Это весьма интересно не только с точки зрения физики, но и для квантовой коммуникации, поскольку свет не так-то просто поймать, и, если вы хотите транспортировать его куда-то, обычно он теряется в процессе».
https://hightech.plus/

В 6-й части цикла статей о борно-водородной мечте ядерной энергетики Джонатан Тенненбаум описывает принципиальную конструкцию ядерного реактора, предложенного австралийским физиком Генрихом Хорой, который считает, что прототип такого реактора можно построить всего за $100 млн.

Джонатан Тенненбаум, 4 октября 2020, 22:04 — REGNUM Подход Генриха Хора — один из многих, предложенных для получения термоядерной энергии и находящихся на разных стадиях разработки. Я не собираюсь отдавать предпочтение одной идее, но описание чрезвычайно многообещающей концепции Хора — отличный способ познакомить читателей с некоторыми из самых захватывающих областей науки и технологий сегодняшнего дня.

В идеале читатели должны быть знакомы с предыдущими статьями этой серии и следующими частями головоломки:

1. Реакция между ядром водорода и одним ядром бора дает три ядра гелия (альфа-частицы), которые покидают место реакции с высокими скоростями. Тот факт, что альфа-частицы являются заряженными частицами, каждая из которых несет две единицы положительного заряда, обеспечивает возможность преобразования их энергии движения непосредственно в электрическую (см. Часть 2).

2. Достижение синтеза водорода с бором представляет собой огромную трудность. Если для этого использовать тепло, то требуемые температуры лежат в диапазоне миллиардов градусов; вероятность реакции («сечение» реакции) низкая; чрезвычайно высокие плотности (или очень длительное время удержания) требуются для того, чтобы зажечь водородно-борное топливо и получить достаточную степень его «выгорания» (см. Часть 2).

3. Чтобы вызвать «микровзрывы» крошечных гранул водородно-борного топлива используются лазеры. Водородно-борная электростанция будет работать в импульсном режиме, генерируя один микровзрыв в секунду (или несколько секунд) во взрывной камере, оборудованной для извлечения электроэнергии из возникающих всплесков альфа-частиц путем их замедления в электрическом поле.

4. Уроки, извлеченные из полувековых попыток реализовать термоядерную энергию с помощью «микровзрывов», запускаемых лазером, в соответствии с парадигмой, унаследованной от разработки первой водородной бомбы. Этот подход предполагает сжатие и нагрев сферической топливной таблетки путем ударов по ней со всех сторон одновременными лазерными импульсами. К сожалению, нестабильность имеет тенденцию развиваться в плазме, создаваемой при нагревании топлива, что мешает процессу сжатия и воспламенения (см. Часть 3).

5. Один из подходов состоит в том, чтобы «обойти» нестабильность, оперируя временными рамками процесса, который должен быть намного короче времени, необходимого для развития нестабильности.

6. Теоретические предсказания и экспериментальные подтверждения существования «пондеромоторных» (ускоряющих) сил, возникающих в материале мишени под действием интенсивных импульсов лазерного света, эффекты которых радикально отличаются от эффектов, вызываемых одним лишь нагревом. Чем короче и «чище» лазерные импульсы, тем сильнее эти пондеромоторные силы доминируют в сцене по сравнению с тепловыми эффектами. Расчеты показывают, что при определенных условиях сверхкороткие и сверхмощные лазерные импульсы разгонят макроскопические «блоки» плазмы до огромных скоростей (см. Часть 5)

8. В 1985 году изобретение усиления чирпированных импульсов (УЧИ) позволило усилить лазерные импульсы до огромной мощности. Затем были разработаны лазеры с мощностью в диапазоне петаватт (миллион миллиардов ватт) и длительностью импульса от пикосекунды до фемтосекунды (см. Часть 4).

9. Феномен «ускорения плазменного блока» был экспериментально получен в 1996 году, что было неоднократно подтверждено в более поздних экспериментах (см. Часть 5).

10. Расчеты показали, что воспламенение водородно-борного ядерного синтеза может быть гораздо легче получено при использовании одиночного лазерного импульса, сфокусированного на одном конце цилиндрической топливной таблетки, чем при классическим методом сферической имплозии. Плазменный блок, ускоряющийся до огромных скоростей в топливном материале, действует как сжимающий поршень, а также — де-факто — как пучок нейтрализованных частиц с плотностями тока, в миллион раз выше достигаемой с помощью обычных ускорителей частиц. (см. Часть 5)

11. Успешная экспериментальная генерация большого числа (миллиардов или более) реакций синтеза водород-бор происходила при облучении топливной мишени одним мощным лазерным импульсом (см. Часть 5).

Заимствование из термоядерного синтеза с магнитным удержанием

Нам не хватает ещё одного важного элемента, прежде чем мы сможем приступить к созданию прототипа водородно-борного реактора.

Предлагаемая установка, в которой в основание цилиндрической топливной таблетки попадает одиночный лазерный импульс, имеет серьезное слабое место: ничто не препятствует расширению топлива радиально наружу во время процесса воспламенения топлива. Это приведет к падению плотности топлива, что предотвратит эффективное выгорание топлива. Вместо полного микровзрыва мы можем получить «пшик».

Подробности: https://regnum.ru/

С наступлением космической эры у ученых появилась возможность отвезти различные инструменты на другие планеты, чтобы кратно повысить точность измерений и получить новые виды данных. Одним из таких приборов является удивительно простой лазерный отражатель – нет ничего точнее, если нужно измерить что-то на очень большом расстоянии. Марсоход Perseverance отвезет новейшую версию такого отражателя на Марс для миссий, которые еще даже не задуманы.

Первые отражатели для лазерных лучей установили на Луне в рамках миссий «Аполлон-11» и «Аполлон-14». Они оказались настолько удобными и полезными, что применяются до сих пор. Благодаря мельчайшим изменениям в скорости прохождения отраженного лазерного луча ученые открыли, что Луна меняет форму, сжимаясь под гравитационным воздействием Земли. Если у вас есть отражатель на космическом объекте, вы можете целиться в него лазером из земной лаборатории и собирать много полезных сведений о поведении этого объекта.

Отражатели на Луне имеют форму громоздких плоских панелей, чтобы в них было проще целиться. Отражатель на борту Perseverance – маленькая полусфера, диаметром всего 5 см. За каждым отверстием в ней расположены три крохотных зеркала под углом 90 градусов друг к другу, что гарантирует отражение лазера точно к источнику его излучения. Конструкция настолько удачна, что аналоги уже решено поставить на посадочный модуль НАСА InSight и марсоход ЕКА Rosalind Franklin, запуск которого запланирован на 2022 год.

Малые размеры отражателя не помеха, потому что целиться в него будут не с Земли, а с орбиты самого Марса. В будущем, когда туда полетят новые корабли, они смогут ориентироваться на этот отраженный сигнал и точно просчитывать свои действия. Из-за того, что радиосигнал от Марса к Земле идет более 4 минут, сейчас нам приходится сажать платформы с марсоходами в автоматическом режиме и с большим риском. Но когда на поверхности Красной планеты появится надежный «
к», все станет гораздо проще.
https://www.techcult.ru

На опытной овцеводческой ферме в Шпаковском районе края экспериментируют с новой технологией, благодаря которой здесь добиваются хорошей прибавки в весе и улучшают здоровье животных без антибиотиков, с помощью лазерной терапии.

Этот метод - результат научного исследования студентов Ставропольского государственного аграрного университета. Грант на его разработку они получили в Федеральном агентстве по делам молодежи - всего 650 тысяч рублей. Эксперименты проводят на базе единственного в стране института овцеводства и козоводства, расположенного в крае.
- Мы обрабатываем овец низкочастотным лазером в течение полутора минут, что улучшает их иммунную систему. Прибор стимулирует нервные окончания, животные начинают лучше есть и прибавлять в весе. В промышленном производстве аграрии для улучшения иммунитета используют антибиотики, - рассказал студент СтГАУ Алексей Лабынцев.

Но лекарства из организма животного полностью не выводятся и в итоге попадают в организм человека. Лазер, по сути, заменяет и биохимические добавки, и антибиотики.

Низкоинтенсивная лазерная терапия - один из видов физиотерапии, основанный на применении излучения оптического диапазона. Особенность такого светового потока - в наличии одной фиксированной длины волны. Прибор, который используют студенты и ученые из университета, и раньше использовали в ветеринарии. Им лечили мастопатию у крупного рогатого скота. Выпускали его на заводе в Нижнем Новгороде, правда, производство приостановили.

- Мы пользуемся второй модификацией аппарата, сейчас его уже не делают. Наши ученые из института овцеводства и козоводства в определенное время обрабатывали прибором ягнят, и они обладали лучшим иммунитетом, меньше болели и быстрее росли. К моменту убоя каждое обработанное животное весило больше, чем не прошедшее эту процедуру. Прибавка не огромная -около полкилограмма, но если пересчитать на отару овец, то получатся дополнительные сотни килограммов мяса, - рассказала доцент кафедры физики СтГАУ Оксана Копылова.

Экспериментальные исследования проводились на молодняке овец северокавказской мясо-шерстной породы. Ученым удалось выявить область, на которую необходимо воздействовать лазером, - у поджелудочной железы. Биохимические показатели крови исследуемых животных подтвердили, что воздействие низкоинтенсивным лазерным излучением способствует усилению обменных процессов. Также прибор помог увеличить концентрацию сывороточного белка и альбуминовой фракции. За счет улучшившегося метаболизма выросла и продуктивность.

- Средства гранта идут только на эксперименты, обработку данных и закупку оборудования, - добавила Оксана Копылова. - Теоретически схожее воздействие лазера может быть обнаружено и на других животных.

В будущем ученые планируют попробовать провести испытания на телятах. Если технология сработает и на них, можно будет вести речь о ее массовом внедрении на предприятиях края.

Справка "РГ"

На Ставрополье поголовье овец достигает примерно двух миллионов животных. Край входит в первую тройку регионов страны по их численности. Здесь производят девять процентов российской баранины и 13 процентов шерсти. Если рассматривать весь Северо-Кавказский федеральный округ, то в нем сосредоточено около 40 процентов российского поголовья овец.
https://rg.ru/

Американская компания Lockheed Martin объявила о намерении завершить разработку лазерной системы самозащиты для истребителей к 2025 году. Как пишет Flightglobal, перспективная система получила название TALWS (Tactical Airborne Laser Weapon System, тактическая авиационная лазерная оружейная система). Она будет использоваться для поражения ракет класса «воздух-воздух» и зенитных ракет.

В настоящее время ВВС США проводят тендер SHiELD, стартовавший в 2017 году. Он предусматривает разработку для истребителей трех типов лазерных систем: для подсветки целей, самозащиты и уничтожения других летательных аппаратов. Первый этап проекта предполагает создание боевого лазера для самозащиты боевых самолетов.

Военные рассматривают лазерные системы, предназначенные как для самозащиты, так и для поражения других самолетов и наземных целей, в качестве вооружения с «неограниченным» боезапасом и очень низкой стоимостью одного выстрела. Новый лазер должен эффективно работать при полете на дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой скоростях.

Изначально демонстрационные испытания лазера для самозащиты истребителей планировалось в 2021 году, однако эти проверки отложили по меньшей мере до 2023 года. Это было сделано по нескольким причинам, в том числе из-за отставания проекта от графика из-за пандемии коронавирусной инфекции. Кроме того, разработчики столкнулись с техническими трудностями при разработке боевого лазера.

При разработке лазера для самозащиты Lockheed Martin использует наработки, полученные по проектам IFPC-HEL (лазерная объектовая система защиты от минометных мин, артиллерийских снарядов и беспилотников) и HEL (корабельная система ослепления оптических систем наведения и наблюдения), разрабатываемых по заказу Армии и ВМС США соответственно.

Кроме того, для перспективной разработки компания заимствовала технологии, используемые сегодня в подвесных контейнерах целеуказания Sniper. Такие устанавливаются, например, на истребители F-16 Fighting Falcon. Эта система использует инфракрасный лазер, который удерживается на цели несмотря на маневры боевого самолета.

За питание лазера для самозащиты будут отвечать сборки аккумуляторных батарей или ионисторов. Они будут заряжаться от бортового генератора. Другие подробности о перспективной системе самозащиты для боевых самолетов пока не раскрываются.

Весной прошлого года Исследовательская лаборатория ВВС США успешно испытала прототип авиационного лазера, создаваемого в качестве системы самозащиты для истребителей в рамках проекта SHiELD. Во время испытаний установка была смонтирована на буксируемом шасси. Лазер сумел успешно сбить несколько авиационных ракет, запущенных с боевого самолета.
https://nplus1.ru

В последние два десятилетия были предприняты большие усилия для создания лазеров на основе коллоидных квантовых точек (ККТ), особенно одномодовых лазеров на основе ККТ, что важно для встроенной оптической обработки и хранения данных из-за низкого уровня шума и хорошего качества

Хотя есть конкретные демонстрации обработанных на растворе пленок CQD с оптическими микрополостями, излучение, собранное из образцов, демонстрирует случайную генерацию или многомодовую генерацию из-за низкой эффективности связи, низкого коэффициента качества и часто трудно контролировать режим лазера. Таким образом, одномодовые лазеры на основе ККТ во всем видимом спектральном диапазоне еще не созданы.

Исследовательская группа из Шанхайского института оптики и точной механики недавно продемонстрировала одномодовый лазер на основе ККТ на перовските с хорошими характеристиками во всем видимом диапазоне спектра. Работа опубликована в Journal of Materials Chemistry C.

В этом исследовании композитная микрополость была получена путем конформного осаждения ККТ галогенида цезия и перовскита (LHP) на высококачественный индивидуальный субмикронный стержень из ZnO методом самосборки методом погружения. Получена одномодовая генерация с высокой добротностью и низким порогом.

Регулируя размер микростержней ZnO, размер ККТ и элементов ККТ, можно получить широкополосные перестраиваемые одномодовые лазеры во всей видимой области спектра. Эксперименты, наряду с теоретическими исследованиями, проанализировали физический механизм и выходные характеристики лазера на КТ и предположили, что эффективная связь между ККТ и микрорезонатором является ключом к эффективной и качественной генерации.

Ранее ГЛАС писал о том, что Новая Зеландия заявила о том, что правительство обяжет крупные банки, компании и фирмы подробно раскрывать свои климатические риски в рамках новой экологической программы страны.
https://glas.ru

Физики научились с помощью лазера получать трехмерное изображение объекта, находящегося за двухсантиметровым слоем полиуретановой пены. Луч лазера проходил по поверхности рассеивающей среды, и по отраженным фотонам ученые восстанавливали форму и положение предмета. Упрощенная модель обратной свертки с учетом процесса рассеивания позволила сократить время расчетов с использованием обычного компьютера до 50 миллисекунд, а сама техника не требовала знаний о начальном положении объекта и оказалась применима для большого диапазона расстояний. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Рассеивание света — одно из главных препятствий для эффективной работы лидаров. Эти приборы используют информацию о времени движения направленного излучения до и после отражения от наблюдаемого объекта для создания его трехмерного изображения и определения его положения в пространстве. Однако если между лидаром и предметом окажется лишь частично прозрачная среда, например, туман, пыль или дым, то определить положение объекта может быть сложно или вовсе невозможно. С такими ограничениями важно уметь бороться, ведь лидары используются в беспилотных автомобилях, а с похожими проблемами сталкиваются астрономы (из-за неоднородностей в атмосфере) и даже медики (в рамках различных техник медицинской визуализации).

Поэтому необходимо создавать техники создания изображений в условиях, когда между объектом и наблюдателем находится рассеивающая среда. Уже сейчас существует ряд методов, позволяющих решить проблему рассеивания: в некоторых используются так называемые баллистические фотоны, которые не изменяют направление движение при прохождении сквозь неоднородную среду, в других с рассеивателями борются с помощью моделирования их оптических свойств и восстановления исходного сигнала. Однако для эффективной работы таких техник ученым необходимо заранее знать примерное местоположение объекта, их эффективность резко падает с увеличением расстояний, а восстановление изображения с помощью моделирования требует слишком много времени.

Теперь Дэвид Линделл (David Lindell) и Гордон Ветцштейн (Gordon Wetzstein) из Стэнфордского университета реализовали технику формирования трехмерного изображения объекта за рассеивающей средой с помощью лазера и крайне чувствительного детектора отраженных фотонов. В качестве рассеивателя физики использовали двухсантиметровый слой из полиуретановой пены, который они поточечно (в рамках сетки размером 32 × 32) облучали лазером и наблюдали за отражением пучка света. Часть фотонов, которые отразились от объекта за рассеивающей средой, снова проходили через слой пены, возвращались в исходную точку излучения и регистрировались однофотонным лавинным диодом. По данным детектора для каждой точки формировалась зависимость частоты регистрации фотонов от времени с момента их излучения, по которой восстанавливалась трехмерная «карта» отраженного от объекта света (фотоны, которые отразились от самой среды, исключались).

Чтобы по собранной информации восстановить реальное изображение предмета физики создали метод, который преобразовывал исходные данные в два этапа. Сначала с учетом оптических характеристик пены и уравнения рассеяния алгоритм исключал из данных влияние двойного рассеяния излучения на полиуретанового слое. После этого в руках исследователей оказывалась карта излучения в случае, если бы между объектом и лазером не было преграды. Затем физики производили инверсию данных отраженного излучения с помощью техник обратной свертки и получали трехмерное изображение предмета за рассеивателем. Разбивка получаемых данных на отдельные точки позволила сделать ряд упрощений в алгоритме, в результате собранные за минуту данные обрабатывались на обычном компьютере всего за полсекунды, а с использованием видеокарты последнего — и вовсе за 50 миллисекунд.

В случае, когда предмет находился в 50 сантиметрах от рассеивающего слоя, а высота и ширина области сканирования были равны 70 сантиметрам, авторам удалось достигнуть продольной и поперечной погрешности определения пространственного положения объекта в 9 и 15 сантиметров соответственно. Основной вклад в неточности оказывала толщина слоя полиуретановой пены: чем толще рассеиватель, тем меньше число фотонов, у которых получается два раза пройти через него и вернуться в точку исходного излучения. Также авторы отмечают, что метод подразумевает статичность рассеивающей среды и ее параметров, чего трудно достигнуть в реальных условиях, но физики все равно верят, что такой технологии найдется практическое применение.

Ранее с рассеиванием света в тумане справился лидар, который научили различать невидимые для человеческого взгляда предметы. А совсем недавно физики создали лидар, который смог различить метровые детали на расстоянии 45 километров.
https://nplus1.ru

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

Поиск