Молекулу скрестили со светом при комнатной температуре

29.06.2016

Группа ученых из нескольких организаций при ведущей роли Кембриджского университета, сумела получить квантовое состояние - наполовину свет и наполовину молекулу - при комнатной температуре. Это фундаментальное исследование квантовых процессов, которое нужно, чтобы лучше понять работу фотосинтеза и даже найти способы манипулировать физическими и химическими свойствами материи.

Когда молекула испускает фотон, то есть квант света, то обратно он сам по себе не возвращается. Но ученым удалось добиться этого искусственным путем. Они поместили отдельные молекулы в нанометровую полость, и заставили фотон, не успевший толком вылететь, возвращаться к молекуле. Получилось, что энергия летала взад и вперед между светом и молекулой, соединяя оба объекта.

Предыдущие попытки смешать молекулы со светом сталкивались с трудностями, и ученым удавалось сделать это только при очень низких температурах.

Чтобы работать с отдельными молекулами, ученые создали полости размером один нанометр, которые захватывали свет. Полости представляли собой "ямы" между наночастицами золота и зеркалом. Внутрь ям поместили молекулы цветного красителя.

Отдельную проблему представляло собой правильное позиционирование молекул красителя. Они предпочитали лежать плоско на золоте, а ученым нужно было их как бы поставить. Эта трудность была преодолена так: они заключили краситель в пустые бочкообразные молекулярные клетки под называнием кукурбитурилы, которые удерживали молекулы красителя в нужной прямой позиции.

Соединив конструкцию, молекулярный спектр рассеяния разделился на два отдельных квантовых состояния, что свидетельствовало о том, что смесь молекулы и фотона удалось получить. Чтобы вернуться к молекуле, фотону требуется менее чем триллионная секунды. Таким образом ученые показали, что сильное сцепление света и материи возможно для одной молекулы даже с большой абсорбцией света в металле, причем при комнатной температуре.

<< Назад: Кондиционер из стеклотары 30.06.2016

>> Вперед: Электрический провод из ДНК 29.06.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Лед как топливо для спутников 26.03.2015 Ученые из Делфтского технического университета (Нидерланды) разработали для малых искусственных спутников CubeSat топливную систему, благодаря которой аппараты смогут перемещаться в космосе за счет молекул испаряющегося льда. Легкие и недорогие спутники CubeSat представляют собой космические аппараты особо малых размеров. Типовой кубический модуль с длиной грани всего 10 сантиметров весит около килограмма, при этом круг выполняемых задач CubeSat довольно широк, от мониторинга атмосферы до поиска экзопланет. Такие спутники запускают обычно с помощью "попутных" ракет-носителей либо с борта пилотируемых и автоматических грузовых космических кораблей и орбитальных станций. Единственный недостаток CubeSat - это отсутствие собственного двигателя, что существенно ограничивает их возможности. Для решения этой проблемы нидерландские инженеры сконструировали двигатель на ледяной тяге: в CubeSat загружается 100 граммов льда, который в космосе начинает испаряться и выделять молекулы пара. Использование нагревательного элемента ускоряет процесс выхода пара и тем самым придает спутнику движущую силу. На таком "ледяном" двигателе CubeSat, согласно расчетам, сможет летать в течение нескольких лет. Опытный экземпляр спутника находится в разработке, а пока ученым предстоит решить вопрос о том, как доставить лед на орбиту таким образом, чтобы он оставался льдом. Есть также вариант замораживать воду прямо на орбите, но это ощутимо усложнит и утяжелит конструкцию. Впрочем, другие группы ученых ведут параллельную работу над двигателями для CubeSat, и неизвестно, какая система окажется выигрышной.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025