Сгенерирован кратчайший электронный взрыв

27.02.2023

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш компьютер и другие электронные устройства иногда работают быстро, а иногда медленно? Все сводится к скорости, с которой электроны, мельчайшие частицы нашего микромира, вытекают из крошечных проводов внутри транзисторов электронных микросхем и создают импульсы. Разработка способов роста данной скорости имеет решающее значение для заслуги наибольшего потенциала производительности электроники и ее программ.

Но какое самое короткое время для электронов, чтобы вытекать из крохотного металлического свинца в электронной схеме?

Используя чрезвычайно короткие лазерные вспышки, команда исследователей под руководством профессора Элефтериоса Гулиэлмакиса, руководителя группы экстремальной фотоники Института физики Университета Ростока, и сотрудников Института исследования твердого тела Макса Планка в Штутгарте использовала состояние современных сегодня.

В то время как давно известно, что свет может высвобождать электроны из металлов (Эйнштейн был первым, кто объяснил, как), этим процессом чрезвычайно тяжело манипулировать. Электрическое поле света изменяет свое направление примерно миллион миллиардов раз в секунду, что затрудняет контроль над тем, как оно отрывает электроны от поверхности металлов.

Чтобы преодолеть эту проблему, ученые из Ростока и их коллеги использовали современную технологию, ранее разработанную их группой, - синтез светового поля, - что позволило им сократить световую вспышку до меньшего, чем полный размах его собственного поля. В свою очередь они использовали эти вспышки, чтобы осветить кончик вольфрамовой иглы, чтобы освободить электроны в вакуум.

"Используя световые импульсы, содержащие всего один цикл своего поля, теперь можно дать электронам точно контролируемый удар, чтобы освободить их от вольфрамового кончика в течение очень короткого интервала времени", - объясняет Элефтериос Гулиэлмакис, руководитель исследовательской группы.

Но эту проблему невозможно было бы решить, если ученые также не нашли способ измерить кратковременность этих вспышек электронов. Чтобы преодолеть это препятствие, команда разработала новый тип камеры, которая может производить мгновенные снимки электронов в течение короткого времени, когда лазер выталкивает их из нанокончика в вакуум.

"Хитрость заключалась в том, чтобы использовать вторую, очень слабую, световую вспышку", - сказал доктор Хи-Йонг Ким, ведущий автор нового исследования. "Эта вторая лазерная вспышка может мягко исказить энергию взрыва электронов, чтобы узнать, как это выглядит со временем", - добавляет он. "Это как игра "Что в коробке?" где игроки пытаются узнать объект, не смотря на него, но просто повернув его, чтобы почувствовать его форму руками", - продолжает он.

Но как эту технологию можно использовать в электронике? "Поскольку технология быстро развивается, разумно ожидать разработки микроскопических электронных схем, в которых электроны двигаются в вакуумном пространстве среди плотно упакованных свинцов, чтобы предотвратить замедляющие их препятствия", - говорит Гулиэлмакис. "Использование света для выброса электронов и перемещение их между этими проводами может ускорить будущую электронику в несколько тысяч раз по сравнению с сегодняшней", - объясняет он.

Но исследователи считают, что их не так давно разработанная методология будет использована конкретно в научных целях. "Выброс электронов из металла в пределах доли цикла светового поля значительно упрощает эксперименты и позволяет нам использовать передовые теоретические методы для понимания эмиссии электронов способом, ранее невозможным", - говорит профессор Томас Феннел, соавтор исследования.

<< Назад: Гаджет для поцелуев на расстоянии 28.02.2023

>> Вперед: Мороженое, не тающее на солнце 26.02.2023

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 Умные автомобили Nokia 07.05.2014 Финская компания Nokia Oyj намерена инвестировать в развитие технологий по созданию "умных" автомобилей. Инвестиции в размере до 100 млн долл. будут направлены на развитие бизнеса компании по разработке цифровых карт. Финансирование будет осуществляться через специально созданный фонд, распоряжаться средствами которого будет венчурное подразделение компании Nokia Growth Partners. Nokia после продажи подразделения по выпуску мобильных телефонов Microsoft за 7,5 млрд долл., активно реформирует свой бизнес. Сейчас основной доход компания получает от производства оборудования для беспроводной связи, однако руководство планирует укрепить позиции фирмы в сегменте картографических сервисов, лидером которого является Google. "Сейчас происходит волна инноваций в том, что касается автомобильной экосистемы, за счет совмещения мобильных технологий и интернета, - отметил партнер Nokia Growth Пауль Азель. - Машина становится своего рода платформой, как это было, когда телефоны превратились в смартфоны, а затем вокруг них начали появляться приложения и сервисы". Nokia начала развивать собственный картографический сервис с приобретения американской Navteq Corp. в 2008 г. за 8,1 млрд долл., затем компания купила разработчика 3D-технологий для цифровых карт Earthmine Inc. в 2012 г. Картами Nokia пользуются такие компании, как Amazon.com, Microsoft и Yahoo!, они установлены в 4 из 5 автомобильных навигационных систем. Навигационные системы все более активно используются автопроизводителями, в том числе для получения информации о загруженности дорог в реальном времени и для совершения автоматических звонков в экстренные службы в случае аварии. Кроме того, ряд компаний, в том числе Google, Tesla, BMW и Toyota, ведут разработки в сфере беспилотных автомобилей. Руководство General Motors объявило о планах по созданию таких машин к 2020 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026