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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Высокоскоростная оптическая связь Li-Fi 15.06.2013 Технология Li-Fi, сокращенно от Light Fidelity, представляет собой оптическую технологию беспроводной передачи информации, разработанную и представленную Харальдом Хаасом (Harald Haas) на конференции TED Talk в 2011 году. Французская компания Oledcomm объявила о том, что первые коммуникационные устройства ее производства, основанные на технологии Li-Fi, станут доступны на рынке уже в следующем году. Технология Li-Fi работает, модулируя двоичным кодом поток света от специального светодиодного источника. Модуляция осуществляется на высокой частоте, а само приемно-передающее устройство по внешнему виду ничем не отличается от обыкновенной светодиодной лампочки для бытового освещения. Приемные датчики, подключенные к компьютерам или другим цифровым электронным устройствам, позволяют получать информацию тогда, когда на них падает прямой свет от источника Li-Fi. Это накладывает некоторые ограничения на возможности использования данной технологии, но в конечном счете такая оптическая связь является несколько безопасней, нежели традиционный Wi-Fi, сигналы которого можно перехватить из любой точки, находящейся в радиусе действия оборудования. Для того чтобы перехватить информацию, передаваемую через Li-Fi, злоумышленнику потребуется разместить свое шпионское оборудование буквально у вас 'на коленях', что может привести к серьезным для него трудностям. Помимо вышесказанного, технология оптической беспроводной связи Li-Fi может без ограничений использоваться в местах, где запрещено использование оборудования, излучающего посторонние радиоволны, которые могут нарушить нормальную работу критичного оборудования. К таким местам, безусловно, относятся реанимационные палаты медицинских учреждений, салоны самолетов и некоторые другие места. В настоящее время скорость передачи информации, которую может обеспечить технология Li-Fi, чуть превосходит скорость традиционного Wi-Fi. Представители компании Oledcomm сообщают, что им удалось получить стабильную скорость передачи информации порядка 3 Гбит/с, а скорость передачи в 10 Гбит/с будет достигнута в самом ближайшем будущем.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025