Дыры в свете, завязанном в узлы

19.08.2018

Группа ученых из университетов Бристоля и Бирмингема, занимающаяся вопросами теоретической физики, нашла новый способ изучения распространения света в пространстве, "завязывая" из этого света своего рода трехмерные узлы.

Лазерный свет только на вид кажется одним сильно сфокусированным лучом, но фактически это - высокочастотное электромагнитное поле, колеблющееся в каждой точке пространства на пути его распространения.

Ученые смогли завязать узлы из поляризованного лазерного света при помощи достаточно традиционных голографических технологий. "Мы все достаточно хорошо знакомы с узлами в окружающем нас материальном мире" - рассказывает профессор Марк Денис, который возглавлял теоретическую часть исследований, - "Раздел математики, называемый "Теорией узлов", описывает привычные нам узлы, используя понятия петель, пересечений и т.п."

"Однако, световые узлы являются гораздо более сложными образованиями. Световой узел - это не только скрученная "нить" луча света, в него входят геометрические и пространственные свойства прилегающей к лучу области пространства".

Для того, чтобы изучить топологию светового узла, исследователи использовали голографические технологии для создания так называемых сингулярностей поляризации (polarisation singularities). Эти сингулярности были обнаружены профессором Джоном Нье (John Nye) в Бристоле более 35 лет назад, они возникают в точках пространства, где изначально эллиптическая форма колебаний поляризованного света превращается в идеальный круг. В трехмерном пространстве эти сингулярности располагаются на прямой распространения света, создавая в этих точках световые узлы.

В последних экспериментах ученым удалось создать световые узлы гораздо большей сложности, чем это удавалось ранее, и произвести их анализ с большим уровнем детализации.

<< Назад: Блоки питания 3Logic R-Senda для мощных майнинговых ферм 20.08.2018

>> Вперед: Измерена скорость смерти клеток 19.08.2018

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 Открыт шестой вкус 25.04.2025 Как считают специалисты, помимо традиционных пяти вкусов - сладкого, соленого, кислого, горького и умами - существует возможность выделить и шестой вкус. Недавние исследования, проведенные учеными из Университета Южной Калифорнии, открыли новую главу в изучении вкусового восприятия, добавив к известным ароматам еще один, ранее не замеченный. Этот шестой вкус связан с веществом, называемым хлоридом аммония, которое давно известно своим острым, неприятным вкусом. Исследования показали, что хлорид аммония активирует специальный рецептор в организме, который носит название OTOP1. Этот рецептор является аналогом того, который отвечает за восприятие кислотности. Такое открытие может значительно изменить представление ученых о том, как мы воспринимаем вкус и как химические соединения в пище влияют на наше восприятие. Исследователи изучали реакцию клеток с белком OTOP1 на воздействие хлорида аммония. Эксперименты подтвердили, что это вещество вызывает такую же реакцию, как и кислота, активируя рецептор. Интересно, что этот процесс наблюдается не только у человека, но и у других видов животных, включая птиц и рыб. Это открытие подсказывает, что восприятие хлорида аммония могло эволюционно развиться как способ защиты, позволяя организму избегать потенциально опасных и токсичных веществ. Хотя для большинства людей вкус хлорида аммония достаточно неприятен, он все же имеет свою нишу. В некоторых странах, например, в Нидерландах и северной Германии, хлорид аммония добавляют в лакричные конфеты, придавая им характерную резкость и уникальный вкус. Ученые полагают, что вкусовые предпочтения людей могут формироваться под влиянием культурных традиций и пищевых привычек, которые различаются по регионам. Тем не менее, хлорид аммония не является единственным кандидатом на звание шестого вкуса. В последние годы ученые активно исследуют возможность выделения вкуса для жиров, который называется олеогустус. Этот вкус связан с восприятием окисленных жиров, что, по мнению исследователей, может служить сигналом о порче пищи. Однако, в отличие от хлорида аммония, восприятие олеогустуса не связано с конкретным рецептором, что делает его восприятие менее четким и однозначным. Необычное открытие о рецепторе OTOP1 и его реакции на хлорид аммония может кардинально изменить подходы к изучению вкусового восприятия. Это исследование подчеркивает, насколько сложным и многогранным может быть процесс восприятия пищи. Открытие нового вкуса и нового механизма его восприятия открывает перед учеными новые горизонты и возможности для дальнейших исследований. Шестой вкус, пока представленный хлоридом аммония, может стать важным шагом в изучении биологии вкусов. Оно демонстрирует, как сложное взаимодействие химических веществ и рецепторов в нашем организме определяет наши ощущения от пищи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025