Как поймать радугу

26.02.2013

Инженеры Университета в Баффало разработали наиболее эффективный способ поймать радугу. Это большое достижение в фотонике, которое, в свою очередь, может привести к дальнейшим технологическим прорывам - в солнечной энергетике, в стелс-технологиях и в других областях исследований. Доктор Куа-куанг Ган, доцент кафедры электротехники в UB, и его команда, состоящая из аспирантов, описали свою работу в статье, опубликованной в феврале в интернет-журнале Научные доклады.

Они разработали "волновод из гиперболических метаматериалов", который по сути является самым современным микрочипом, изготовленным из альтернативных ультра-тонких пленок металлов и полупроводников. В чем суть ловушки для радуги? Чтобы ее поймать, нужно направить свет в волновод, который сужается настолько, что останавливает и в конце концов поглощает свет, не сумевший пройти в отверстие меньше длины волны.

"Электромагнитные поглотители активно изучались в течение многих лет, особенно с точки зрения применения в военных радарных системах, - сказал Ган. - Сейчас исследователи разрабатывают компактные поглотители света на основе оптических толстых полупроводников и углеродных нанотрубок. Тем не менее, по-прежнему сложно реализовать идеальный поглотитель в ультра-тонких пленках с перестраиваемой полосой поглощения. Однако нам удалось разработать такие пленки".

В своих первоначальных попытках замедлить свет исследователи полагались на криогенные газы. Но так они очень холодные - примерно 240 градусов ниже нуля по Фаренгейту - с ними трудно работать вне лаборатории. Волноводы из гиперболических метаматериалов решают эту проблему, потому что эффективно могут собирать падающий свет на большие поверхности. Они называются искусственными средами с субволновыми особенностями, гиперболоидная поверхность которых позволяет захватывать свет в широком диапазоне длин волн - видимом, ближнем инфракрасном, среднем инфракрасном, терагерцовом и микроволновом. У них очень большая сфера применения.

Например, в электронике есть явление, известное как перекрестные помехи, при которых сигнал, передающийся в одной цепи или канале, создает нежелательный эффект в другой цепи. Описываемый чип-поглотитель потенциально может предотвращать это. Встроенный поглотитель может использоваться и в панелях солнечных батарей, и в других энергетических устройствах. Особенно же они полезны для рециркуляции тепла после захода солнца.

А для военных особенно важно использовать эти чипы для технологии Stealth, в материалах, которые делают самолеты, корабли и другую технику невидимыми для радаров и гидролокаторов. Поскольку чипы позволяют поглощать излучение различных длин волн, то могут быть использованы в качестве материала покрытия для повышения скрытности.

<< Назад: FPGA Speedster22i от Achronix Semiconductor 26.02.2013

>> Вперед: 6 рукопожатий или 19 кликов 25.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Новое состояние материи: кристалл из бозонов 19.06.2023 Группа физиков из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре совершила сенсационное открытие, раскрывая тайны уникального материала, созданного из бозонов. До сих пор научное сообщество сосредотачивалось на изучении фермионов - субатомных частиц, отвечающих за стабильность и взаимодействие вещества. Однако последний прорыв открывает новую главу исследования особых свойств бозонов и расширяет наши знания в области элементарной частицовой физики. Путем наложения решеток диселенида и дисульфида вольфрама в специальной скрученной конфигурации, известной как муаровый узор, ученые создали высокоупорядоченный кристалл бозонных частиц, называемых экситонами. Это привело к возникновению нового состояния вещества, которое было названо "бозонным коррелированным изолятором". Бозоны отличаются от фермионов своим уникальным поведением. В то время как фермионы не могут занимать один и тот же энергетический уровень, бозоны легко разделяют его, что приводит к их особым свойствам. Профессор Ченхао Цзинь, эксперт в области физики конденсированных сред из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, объясняет: "Бозоны имеют способность занимать один и тот же энергетический уровень, в то время как фермионы этого избегают. Это различие формирует основу Вселенной, которую мы наблюдаем". Для наблюдения и идентификации экситонов в материале исследователи применили метод "спектроскопии зонда накачки". Путем накладывания двух решеток и интенсивного освещения ученые стимулировали образование и взаимодействие экситонов. Этот метод предоставил возможность изучать поведение экситонов и выявить их свойства. Интересно отметить, что увеличением плотности экситонов они становились неподвижными из-за сильного взаимодействия, что приводило к формированию высокоупорядоченного кристаллического состояния и изолирующего эффекта. В результате корреляции между этими бозонными частицами при определенной плотности они организовались в симметричный и зарядно-нейтральный изолятор. Это открытие является первым случаем, когда такой материал был создан в реальной системе вещества, а не только в синтетических условиях. Ученые отмечают: "Мы установили корреляцию, которая привела бозоны в высокоупорядоченное состояние. Мы создали платформу для изучения бозонов в реальных материалах, которая ранее не существовала".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026