Вода - источник терагерцового излучения

25.09.2017

Известно, что вода интенсивно поглощает электромагнитные волны терагерцового диапазона, из-за чего долгое время считалось маловероятным, что жидкая вода может выступать в качестве источника терагерцовых волн. Однако, международная группа ученых продемонстрировала, что тонкий слой воды, толщиной не более 200 микрометров, облученный сверхкороткими импульсами лазерного света, способен излучать терагерцовое электромагнитное излучение. И, такой источник терагерцовых волн можно будет использовать в будущем в технологиях беспроводной связи, промышленного контроля качества и съемки с большой разрешающей способностью и возможностью проникновения вглубь снимаемого объекта.

В своих экспериментах ученые сфокусировали свет фемтосекундного лазера, лазера, длительность импульса которого исчисляется фемтосекундами (10^-12 секунды) на поверхности тонкого слоя воды. Энергия этого импульса приводит к созданию облака плазмы, состоящей из ионов и свободных электронов, в точке фокусировки луча. Некоторая часть энергии лазерного импульса расходуется на дополнительное возбуждение ионов и электронов, которые начинают испускать волны в терагерцовом диапазоне.

Дальнейшие исследования показали, что терагерцовое излучение, полученное при помощи воды, обладает некоторыми особенностями по отношению к излучению, полученному при помощи других методов. В случае с водой увеличение длительности лазерного импульса, приводит к увеличению количества и энергии терагерцовых волн, в то время, как другие методы требуют уменьшения длительности и увеличения энергии импульса для получения такого же эффекта. Во-вторых, энергия и количество терагерцового излучения зависит от поляризации света и угла падения луча лазерного света на поверхность водяной пленки.

Полученные учеными результаты пока еще не могут быть объяснены с точки зрения известных ученым физических законов и механизмов, вовлеченных в процессы формирования терагерцового излучения. Поэтому пока еще очень рано говорить о возможности какого-либо практического применения воды в качестве источника излучения. Ученые надеются, что дальнейшие исследования взаимодействий лазерного света и воды приведет пониманию происходящих процессов, на базе которых можно будет разрабатывать новые терагерцовые технологии.

<< Назад: Процессоры Intel Core восьмого поколения 26.09.2017

>> Вперед: Вымирание вида зависит от размера животных 25.09.2017

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 Лазер ставит наноточки 08.02.2005 Американские ученые придумали новую технологию изготовления квантовых точек в массовом количестве. Квантовая точка хороша тем, что она способна переизлучать поглощенный свет, причем длина его волны строго зависит от размера точки. Однако до сих пор ученые не очень хорошо умеют ни получать совершенно одинаковые наноточки, ни располагать их в строгом порядке и постоянно ищут новые методики. Вот, например, ученые из Университета Миссури-Рола (США) во главе с доктором Массимо Берти но предлагают такой способ. В силикагеле смешивают два компонента - нитрат кадмия и тиомочевину. ри комнатной температуре эти вещества реагируют, образуя частицы полупроводникового вещества -сульфида кадмия. Чтобы затормозить реакцию, гель сразу же охлаждают. Затем над гелем проходит луч инфракрасного лазера; он разогревает мельчайшие, диаметром в микроны, участки поверхности, и там начинается реакция, которая дает нанометровые частицы сульфида кадмия. Это и есть наноточки, причем выстроенные в строгом порядке - так, как шел луч лазера. Ученые не остановились на достигнутом и сейчас ищут возможности светить ультрафиолетовым лазером, а также поработать с сотовыми структурами, в которых упорядоченно выстроены отверстия диаметром в пару нанометров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025