Спиральный свет

30.12.2024

Свет - это одно из самых удивительных и загадочных явлений природы. Мы привыкли воспринимать его как нечто обыденное и привычное, будь то свет лампочки или солнечные лучи. Но что, если этот свет можно было бы "закрутить" и придать ему необычные свойства? Такое открытие сделали ученые из Мичиганского университета, исследуя возможности создания "закрученного" света с помощью технологий, основанных на принципах работы традиционной лампочки накаливания.

Обычно световые частицы, или фотоны, колеблются в разных направлениях. Однако если свет проходит через материал с определенной структурой, например, через закрученную нить накала, он может приобрести особую форму - спиральную. Этот процесс называется хиральностью. Спиральный свет открывает новые горизонты для манипулирования светом, что может привести к созданию революционных технологий, от новых видов датчиков до усовершенствованных систем машинного зрения.

Суть исследования заключалась в том, чтобы изучить, как микроскопическая закрученная нить накала может изменять свет. Ученые выяснили, что если длина витков спирали в нити накала совпадает с длиной волны излучаемого света, сам свет начинает "закручиваться". Этот эффект зависит от многих факторов, включая форму витков спирали и электронные свойства материала нити, в данном случае наноуглерода и металлов. Полученный свет обладает эллиптической поляризацией, что означает, что он приобретает форму, напоминающую спираль, и может быть использован для более сложных задач.

Один из наиболее захватывающих аспектов этого открытия заключается в его возможных применениях. Например, оно может найти применение в области машинного зрения. Представьте себе робота или беспилотный автомобиль, которые способны различать объекты не только по их форме или цвету, но и по тому, как они поляризуют свет. Это сходно с тем, как раки-богомолы, обладающие уникальным зрением, могут воспринимать мир, используя закрученный свет. В условиях плохой видимости такие системы могли бы отличать объекты, например, оленя и человека, на основе различий в поляризации света, который они излучают.

Профессор Котов, один из авторов исследования, отмечает, что такие технологии могут существенно улучшить автономные транспортные средства, позволяя им различать объекты даже в условиях туманной или темной среды. Это стало возможным благодаря новой технологии, использующей принцип работы традиционной лампочки, но на совершенно новом уровне.

Особое внимание ученые уделили яркости получаемого закрученного света. Оказалось, что этот свет может быть до 100 раз ярче, чем свет, созданный с помощью других технологий. Однако, несмотря на эти впечатляющие результаты, ученые столкнулись с трудностью: полученный свет имеет широкий спектр длин волн и степени закрученности. Это ограничивает его применение, но в планах ученых - решить эту проблему. Они намерены работать над созданием более точных технологий, включая лазеры, использующие закрученные световые структуры.

Кроме того, исследователи планируют изучить инфракрасный диапазон, где излучение абсолютно черного тела достигает своего пика при комнатной температуре. Это может стать новым направлением для использования эллиптической поляризации, например, для улучшения контрастности изображений и разработки новых методов визуализации.

Работа мичиганских ученых показывает, как давно известные физические явления могут быть использованы в совершенно новых контекстах. Это открытие не только помогает нам лучше понять, как форма объекта влияет на поляризацию света, но и открывает перспективы для разработки новых технологий в области оптики, робототехники и материаловедения.

Простой и знакомый каждому из нас принцип работы лампочки накаливания оказался ключом к созданию света с совершенно необычными свойствами. Ожидается, что "закрученный" свет откроет новые возможности для множества технологий, от улучшения зрительных систем до разработки новых источников энергии. Кто мог бы подумать, что такие простые идеи могут привести к таким революционным открытиям? Вполне возможно, что это только начало, и впереди нас ждут еще более удивительные разработки в мире оптики.

<< Назад: Комнатные растения и воздух в помещении 30.12.2024

>> Вперед: Изучение инстранных языков изменяет связи в мозге 29.12.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Акула в водах Антарктики 28.02.2026

Исследования океанов продолжают удивлять ученых, демонстрируя, что даже в самых суровых и изолированных районах нашей планеты жизнь может быть гораздо более разнообразной, чем считалось ранее. Недавняя экспедиция у берегов Антарктиды зафиксировала крупную акулу, что ставит под сомнение многолетнее убеждение о полной "безопасности" этих холодных вод для крупных хищников. Съемка велась в январе 2025 года на глубине около 490 метров. Камеры зафиксировали массивный силуэт длиной до четырех метров, который медленно скользил вдоль морского дна. Ученые описали его как "неуклюжую бочку", движущуюся в тусклом свете камер. Температура воды на этой глубине составляла всего 1,27 °C - показатели, при которых существование акул ранее считалось невозможным. По словам исследователя Алана Джеймисона, открытие стало полной неожиданностью. До этого момента акул в Антарктике никто не наблюдал, а климатические и химические условия воды считались слишком экстремальными для их выживания. Это заставляет ...>>

Ученые выявили новый механизм регенерации клеток 27.02.2026

В последние годы биология клеток сделала значительный шаг вперед, позволяя понять, как ткани восстанавливаются после повреждений и какие внутренние ресурсы активируются для поддержания их функций. Недавнее исследование продемонстрировало ранее неизвестный механизм, благодаря которому клетки могут мобилизовать скрытые возможности для регенерации, открывая новые перспективы для разработки терапевтических стратегий. Фокус работы сосредоточен на молекулярных процессах, связанных с экспрессией генов, то есть реализацией наследственной информации через синтез РНК и белков. Ученые обнаружили дополнительный уровень регуляции, который определяет активность клеток, координируя сигнальные пути и ответ на внешние стимулы. Нарушение этих процессов, как выяснилось, может приводить к развитию различных патологий. Для изучения механизма исследователи использовали методы молекулярной биологии в сочетании с высокоточной визуализацией, что позволило наблюдать взаимодействие белковых комплексов в ре ...>>

Случайная новость из Архива Монитор NEC MultiSync PA302W 10.09.2013 Компания NEC Display анонсировала нового члена семейства ЖК-дисплеев MultiSync PA с точной цветопередачей. Это 30-дюймовый монитор PA302W, который может дополнительно комплектоваться (в некоторых моделях) калибратором SpectraViewII и соответствующим ПО. Устройство доступно в чёрном и белом цветовых исполнениях, получило новый дизайн и стало тоньше на 34% по сравнению с предыдущими моделями. Компания отмечает, что благодаря новому типу светодиодной подсветки GB-R монитор получил широкий цветовой охват и более точное управление цветом по сравнению с обычной LED-подсветкой, потребляя при этом на 44% меньше энергии, чем в случае использования ламп CCFL. Разрешение панели AH-IPS составляет 2560 x 1600 при 10-бит представлении трёх основных цветов. Стоит также упомянуть яркость до 340 Кд/м2, контрастность 1000:1, цветовой охват пространства Adobe RGB на уровне 99,3% и 100% - sRGB, 14-разрядную программируемую таблицу соответствия 3D LUT и датчик освещённости. Устройство оснащается разъёмами DisplayPort, mini-DisplayPort, HDMI и DVI-D, встроенным концентратором USB и наделено подставкой с четырьмя степенями свободы с регулировкой высоты в пределах 150 мм. Монитор поступит в продажу в США уже в этом месяце с 4-летним сроком гарантийного обслуживания. Чёрная и белая версии MultiSync PA302W-BK и MultiSync PA302W будут стоить $2400, а соответствующие варианты с калибратором PA302W-BK-SV и PA302W-SV - $2650.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026