Квантовый датчик для измерения интенсивности, поляризации и длины волны света

05.06.2022

Группа исследователей из Йельского университета и Техасского университета в Далласе создала крошечный квантовый оптический датчик, размер которого составляет приблизительно одну тысячную часть от сечения человеческого волоса. Но, несмотря на столь малые размеры, этот датчик обладает широчайшими возможностями, используя квантовые свойства электронов, он способен одновременно измерять интенсивность, поляризацию и длину волны света. Создание такого универсального сенсора позволит в будущем совершить значительные прорывы в областях астрономии, здравоохранения и дистанционного зондирования.

За последние годы ученые выяснили, что скручивание или другой вид деформации определенных материалов в некоторых случаях позволяет придать этим материалам некоторые свойства, которыми они не обладают в нормальном виде. В данном случае ученые также использовали такой метод, применив его по отношению к двухслойному графену, который получил название TDBG (twisted double bilayer graphene). Скручивание графена нарушает симметрию его кристаллической решетки и наделяет графен совершенно новыми свойствами.

Такое изменение свойств графена привело к тому, что в изогнутом графене начал сильно проявляться так называемый аномальный фотоэлектрический эффект (anomalous photovoltaic effect, APVE). Этот эффект заключается в преобразовании света в электрический ток, величина которого пропорционально зависит от интенсивности, поляризации и длины волны света. Более того, некоторые параметры этого эффекта могут быть "подстроены" при помощи напряжения, прикладываемого к графену.

Далее ученые создали специализированную искусственную нейронную сеть, которая была обучена на данных, получаемых от графенового датчика, который облучался светом с различными параметрами. И после такого обучения нейронная сеть стала способна "расшифровывать" показания датчика, выдавая достоверные и точные результаты по каждому из упомянутых выше параметров света.

Малые габариты нового интеллектуального датчика, который один может заменить достаточно сложные, громоздкие и дорогостоящие устройства, позволят создать в будущем совершенно новые типы астрономических инструментов, медицинского диагностического оборудования, систем видения для автономных транспортных средств и летательных аппаратов и т.п. Кроме этого, работа, проведенная учеными, открывает целую новую область, в которой "деформированные" материалы будут выступать в качестве нелинейных оптических компонентов.

<< Назад: Телепортационный ретранслятор для квантового интернета 06.06.2022

>> Вперед: Производство водорода в открытом море 05.06.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Привычка постоянно проверять телефон вызывает усталость 04.04.2026 Влияние смартфонов на когнитивные функции и эмоциональное состояние человека уже давно стало предметом активных научных дискуссий. При этом все больше исследований указывают на то, что дело не только в количестве времени, проведенного с гаджетом, но и в характере его использования, который может по-разному нагружать мозг. Новое исследование Университета Аалто показывает, что наиболее выраженное умственное утомление связано не с длительным непрерывным использованием телефона, а с частыми короткими взаимодействиями с ним в течение дня. Именно такой режим оказался более разрушительным для концентрации и общего психического состояния. В эксперименте приняли участие около 300 взрослых жителей Германии. Ученые анализировали не только субъективные ответы участников, но и объективные данные их реального поведения при использовании смартфонов и компьютеров. Это позволило получить более точную картину цифровых привычек без искажений самооценки. Выяснилось, что регулярные короткие обращения к устройству - проверка мессенджеров, просмотр коротких видео или быстрые ответы на сообщения - создают эффект постоянного переключения внимания. Такой режим работы мозга приводит к тому, что когнитивные ресурсы расходуются быстрее, чем при более длительных, но редких сессиях. Главной причиной негативного эффекта исследователи называют фрагментацию внимания. Когда человек десятки раз в течение дня берет телефон всего на несколько минут, мозг не успевает полноценно обрабатывать информацию и восстанавливать концентрацию. В результате накапливаются усталость, стресс и повышенная тревожность, а также формируется своеобразный цикл зависимости: чем чаще происходят проверки, тем сильнее становится внутренний импульс снова взять устройство. При этом общее время использования смартфонов у разных групп участников оказалось примерно одинаковым, что подчеркивает решающую роль именно ритма взаимодействия. Ученые подчеркивают, что снижение нагрузки возможно не за счет полного отказа от гаджетов, а через изменение привычек их использования. Одним из наиболее эффективных подходов они называют так называемую "пакетную обработку", когда проверка сообщений и ответов происходит в заранее выделенные промежутки времени, а не постоянно в течение дня. Дополнительным способом уменьшить когнитивное напряжение является отключение ненужных уведомлений, которые провоцируют постоянные отвлечения. Также важную роль играет привычка сосредотачиваться на одной задаче без параллельного переключения между приложениями и контентом, что помогает снизить цифровую перегрузку.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026