Пара частица-античастица из вакуума. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Пара частица-античастица из вакуума

18.02.2022

Ученые из Манчестерского университета впервые в истории провели прямые экспериментальные наблюдения за так называемым эффектом Швингера (Schwinger effect), неуловимым эффектом, который может происходить только в области высокоэнергетических космических событий, таких, как взрывы сверхновых, столкновения нейтронных звезд и черных дыр. Прикладывая электрические токи с очень высоким потенциалом к специально разработанным графеновым устройствам, ученым удалось получить пары частица-античастица буквально из ничего, из глубокого вакуума.

Согласно существующим теориям вакуум является совершенно пустым пространством, в котором отсутствует любая материя и даже элементарные частицы. Однако, 70 лет назад Нобелевский лауреат Джулиан Швингер предсказал, что сильнейшие электрические и магнитные поля могут сломать основу вакуума (пространственно-временного континуума), что приведет к спонтанному появлению пар частица-античастица, так называемых пар Швингера.

Такой эффект требует участия сил поистине космологических масштабов - магнитных полей, сравнимых по силам с полями магнетаров, или электрических потенциалов, возникающих при столкновениях высокоэнергетических компактных космических объектов. Исследование таких процессов и явлений является одним из главных направлений в современной физике и для реализации таких исследований уже запланировано строительство новых высокоэнергетических установок-коллайдеров.

Однако исследовательская группа из Манчестера, возглавляемая еще одним Нобелевским лауреатом - профессором сэром Андреем Геймом, использовала графен для получения производства пар позитрон-электрон при помощи эффекта Швингера.

Ученые изготовили из графена ряд устройств, таких, как узкие переходы и суперрешетки, при помощи которых были получены сильнейшие электрические поля в пределах достаточно простой установки, помещающейся на обычном рабочем столе. И ученым удалось четко наблюдать появление пар электронов и электронных дырок, которые являются своего рода твердотельным аналогом позитрона. При этом, все характеристики процесса производства частиц и античастиц полностью согласовывались с существующими теоретическими прогнозами.

<< Назад: Внедорожный электросамокат RX200 19.02.2022

>> Вперед: Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах 18.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Доказано существование правила энтропии для квантовой запутанности 09.05.2024

Квантовая механика продолжает удивлять нас своими таинственными явлениями и неожиданными открытиями. Недавно Бартош Регула из Центра квантовых вычислений RIKEN и Людовико Лами из Амстердамского университета представили новое открытие, которое касается квантовой запутанности и ее связи с энтропией. Квантовая запутанность играет важную роль в современной квантовой информатике и технологиях. Однако сложность ее структуры делает понимание и управление ею сложными задачами. Открытие Регула и Лами показывает, что для квантовой запутанности справедливо правило энтропии, подобное тому, которое существует для классических систем. Это открытие открывает новые перспективы в области квантовой информатики и технологий, углубляя наше понимание квантовой запутанности и ее связи с термодинамикой. Результаты исследования указывают на возможность обратимости преобразований запутанности, что может значительно упростить их использование в различных квантовых технологиях. Открытие нового правила э ...>>

Мини-кондиционер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Лето - время отдыха и путешествий, но часто жара может превратить это время в невыносимую муку. Встречайте новинку от Sony - мини-кондиционер Reon Pocket 5, который обещает сделать лето более комфортным для своих пользователей. Sony представила уникальное устройство - мини-кондиционер Reon Pocket 5, который обеспечивает охлаждение тела в жаркие дни. С его помощью пользователи могут наслаждаться прохладой в любое время и в любом месте, просто нося его на шее. Этот мини-кондиционер оснащен автоматической настройкой режимов работы, а также датчиками температуры и влажности. Благодаря инновационным технологиям, Reon Pocket 5 регулирует свою работу в зависимости от активности пользователя и условий окружающей среды. Пользователи могут легко настраивать температуру с помощью специального мобильного приложения, подключенного через Bluetooth. Кроме того, для удобства доступны специально разработанные футболки и шорты, к которым можно прикрепить мини-кондиционер. Устройство может ох ...>>

Энергия из космоса для Starship 08.05.2024

Производство солнечной энергии в космосе становится все более реальным с появлением новых технологий и развитием космических программ. Руководитель стартапа Virtus Solis поделился видением использования Starship от SpaceX для создания орбитальных электростанций, способных обеспечивать энергией Землю. Стартап Virtus Solis представил амбициозный проект по созданию орбитальных электростанций, используя Starship от SpaceX. Эта идея может значительно изменить сферу производства солнечной энергии, сделав ее более доступной и дешевой. Основой плана стартапа является снижение стоимости запуска спутников в космос с использованием Starship. Предполагается, что благодаря этому технологическому прорыву производство солнечной энергии в космосе станет более конкурентоспособным по сравнению с традиционными источниками энергии. Виртуальная Solis планирует создать крупные фотоэлектрические панели на орбите, используя Starship для доставки необходимого оборудования. Однако одним из ключевых выз ...>>

Новый метод создания мощных батарей 08.05.2024

С развитием технологий и расширением использования электроники становится все более актуальным вопрос создания эффективных и безопасных источников энергии. Исследователи из университета Квинсленда представили новый подход к созданию мощных батарей на основе цинка, который может изменить пейзаж энергетической индустрии. Одной из главных проблем традиционных перезаряжаемых батарей на водной основе было их низкое напряжение, что ограничивало их применение в современных устройствах. Но благодаря новому методу, разработанному учеными, этот недостаток успешно преодолен. В рамках своего исследования ученые обратились к специальному органическому соединению - катехолу. Оно оказалось важным компонентом, способным улучшить стабильность работы батареи и увеличить ее эффективность. Этот подход привел к значительному увеличению напряжения цинк-ионных аккумуляторов, что сделало их более конкурентоспособными. По словам ученых, такие батареи обладают несколькими преимуществами. Они обладают б ...>>

Спиртуознасть теплого пива 07.05.2024

Пиво, как один из наиболее распространенных алкогольных напитков, имеет свой уникальный вкус, который может меняться в зависимости от температуры потребления. Новое исследование, проведенное международной группой ученых, обнаружило, что температура пива оказывает значительное влияние на восприятие алкогольного вкуса. Исследование, возглавляемое материаловедом Лей Цзяном, показало, что при разных температурах молекулы этанола и воды формируют различные типы кластеров, что влияет на восприятие алкогольного вкуса. При низких температурах образуются более пирамидоподобные кластеры, что снижает остроту "этанолового" вкуса и делает напиток менее алкогольным на вкус. Наоборот, при повышении температуры кластеры становятся более цепочными, что приводит к более выраженному алкогольному вкусу. Это объясняет, почему вкус некоторых алкогольных напитков, таких как байцзю, может меняться в зависимости от температуры. Полученные данные открывают новые перспективы для производителей напитков, ...>>

Случайная новость из Архива

Электрический ток из микроволн 13.11.2013

Используя недорогие материалы, настроенные на улавливание микроволновых сигналов, исследователи из Университета Дьюка (США) разработали устройство питания с эффективностью современных солнечных батарей.

Беспроводное устройство преобразует микроволны в постоянный ток, которого хватает для того, чтобы перезарядить батарею сотового телефона или небольшого электронного прибора. Устройство работает по аналогичному с солнечными батареями принципу, которые преобразуют световую энергию в электрический ток. Но этот универсальный прибор, как говорят его создатели, можно настроить на сбор сигнала от других источников, в том числе спутниковых сигналов, звуковых сигналов или Wi-Fi-сигналов. Секрет нового устройства - в применении метаматериалов (материалов, свойства которых обусловлены не свойствами составляющих веществ, а искусственно созданной структурой). Метаматериал может улавливать различные формы волновой энергии и превращать ее в полезное электричество.

Разработчики устройства использовали серию из пяти стекловолоконных и медных проводников, связанных друг с другом на монтажной панели для преобразования микроволн в 7,3 В электрической энергии. Для сравнения, USB-зарядники для электронных устройств обеспечивают напряжение около 5В. В настоящее время, по словам исследователей, эффективность их прибора на уровне 37%, что сравнимо с эффективностью солнечных батарей. Но подобный преобразователь энергии может использовать для выработки электричества любые частоты радиоволн, а также вибрацию и звуковую энергию.

До этого большая часть работ с метаматериалами носила теоретический характер, но теперь ученые из Университета Дьюка доказали, что такой материал может стать полезным для пользовательских устройств. Разработчики предполагают, что покрытие из метаматериала можно прикрепить к потолку комнаты и настроить на улавливание Wi-Fi-сигнала, который в другом случае был бы просто "потерян".

При внесении небольших изменений метаматериалы могут быть встроены в мобильные телефоны, что позволит телефону заряжаться по беспроводному каналу. Таким образом, если люди живут в местах, где нет доступа к обычной розетке, телефон можно заряжать от излучения соседних сотовых вышек.

Преимущество изобретения ученых из Университета Дьюка - невысокая цена. Кроме того, составные элементы питания автономные, потому, если надо увеличить емкость, можно просто добавить еще несколько элементов.

Ученые говорят, что их инновационный преобразователь энергии, который улавливает, например, сигналы от спутников, может питать приборы в удаленном месте, в горах или в пустыне - там, где ведутся исследования и могут требоваться приборы для долгосрочного наблюдения и измерения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте