Сверхбыстрый источник света из искусственного атома

28.04.2016

Ученые из Института Нильса Бора (Копенгаген) разработали новый сверхбыстрый источник света. В его основе - искусственный атом, а также квантовые технологии. Исследователи работали с квантовыми точками, которые являются разновидностью искусственного атома. На их основе, к слову, предполагается строить чипы для квантовых компьютеров.

Традиционные источники света работают за счет собранной энергии: к примеру, они собирают электрическую энергию и преобразуют ее в световую. Но при этом значительная часть энергии теряется за счет выделения тепла. Сверхбыстрые источники света - это лазеры, светодиоды, а также устройства на базе света отдельных фотонов, созданные при помощи квантовых технологий. Идея последнего была озвучена в 1954 году, однако реализовать ее смогли лишь сегодня.

В квантовой точке электрон может быть возбужден, к примеру, за счет воздействия на него света или лазера. В этом случае электрон покидает свое место и оставляет дыру. Чем сильнее связь между светом и материей, тем быстрее электрон возвращается обратно в отверстие и тем быстрее излучается свет. В природе, однако, связь между светом и материей слабая, поэтому первые источники света, которые пытались создать по этой технологии, оказывались слишком медленными. Физик Роберт Дике в 1954 году предсказал, что усилить связь можно за счет увеличения количества искусственных атомов, которые "делят" существующее состояние в квантовой суперпозиции.

Продемонстрировать это не получалось, так как ученые не могли расположить атомы настолько близко друг к другу, чтобы возникал квантовый эффект, и в то же время сделать так, чтобы они не сталкивались. Исследователи из Института Нильса Бора предложили другой способ - они представили сверхизлучение на основе фотонов, которые испускаются из одной квантовой точки.

Авторы идеи отмечают, что в их эксперименте одна квантовая точка ведет себя как пять, а значит, генерация света происходит в пять раз быстрее. Кроме того, такое решение делает квантовые точки более стабильными и устойчивыми - к примеру, к акустическим волнам.

Пока эксперименты происходят при температуре, которая всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. В будущем ученые намерены решить эту проблему, но они также попытаются снизить температуру, чтобы установить, как квантовые точки будут вести себя в таких условиях.

<< Назад: Секрет языка хамелеона 29.04.2016

>> Вперед: Музыка настраивает детский мозг на речь 28.04.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Электронная книга Hewlett Packard 27.09.2003 Компания Hewlett Packard сообщила о создании прототипа устройства, которое, по сути, представляет собой электронную книгу. Прибор размером не более стандартной книги и толщиной примерно 1 см имеет жидкокристаллический экран, по периметру которого расположены сенсорные панели. Устройство подключают к обычному персональному компьютеру через USB-порт. После короткой процедуры поиска и "скачивания" пользователь получает возможность читать загруженную литературу. Процесс перелистывания страниц максимально приближен к оригинальному: читатель просто проводит пальцем по одной из сенсорных панелей, и страница визуально "переворачивается". Также можно выделять фрагменты текста и увеличивать их. Аналогичным образом осуществляется и чтение газет. Основным недостатком разработчики устройства считают экран электронной книги. Во-первых, он, как и любой монитор, вызывает утомление глаз, во-вторых, его размеры пока не очень большие. Однако бурное развитие технологий в ближайшее время должно решить обе эти проблемы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025