Оптическая ракета

28.09.2018

Ученые из университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska-Lincoln) при помощи импульсов интенсивного лазерного света создали сгустки электронной плазмы, которые после этого были ускорены до скорости, близкой к скорости света. "Эти плазменные сгустки можно назвать термином "оптическая ракета" из-за огромного значения сил, обеспечиваемых воздействием света на плазму" - рассказывает профессор Дональд Умстадтер (Donald Umstadter), - "Электроны подверглись воздействию сил, в триллион триллионов раз больше, чем силы, которые воздействуют на астронавта во время запуска в космос".

Созданная учеными "оптическая ракета" является не только практическим примером использования сил, которыми свет может воздействовать на материю. Данный эффект можно будет использовать в будущем для создания новых сверхкомпактных ускорителей частиц и устройств на их основе.

В обычных условиях обычный свет обеспечивает воздействие крошечных сил на объекты, на поверхности которых он поглощается, рассеивается или преломляется. Одним из примеров использования сил света является так называемый "солнечный парус", который может использоваться для разгона небольших космических аппаратов без затрат топлива на это дело. Однако, из-за того, что сила давления, создаваемая светом, очень мала, то космический аппарат с солнечным парусом будет разгоняться до высокой скорости медленно и долго, в течение нескольких единиц или десятков лет.

Но, при воздействии света на материи может возникнуть и другой тип сил. Это происходит, когда свет имеет очень большой градиент его интенсивности, и такие силы используются в оптических пинцетах, к примеру. Но опять же, и эти силы имеют очень малое значение.

В своих экспериментах ученые из Небраски сфокусировали луч лазерного света на облаке плазмы. Под воздействием света из плазмы были удалены электроны, которые двигались в направлении распространения лучей света. Затем эти электроны за счет градиента света были "пойманы" на гребнях пиков "бегущих" оптических волн, что позволило разогнать их до релятивистских скоростей. Для реализации такого типа ускорения ученым пришлось разработать технологию контроля и управления начальной фазой бегущих оптических волн, которая станет основой будущих сверхкомпактных ускорителей электронов.

<< Назад: 35 минут ходьбы в день снижает риск инсульта 28.09.2018

>> Вперед: Быстрый нано-фильтр для очистки воды 27.09.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Протез памяти 05.04.2018 Американские ученые провели эксперимент по созданию протеза памяти. Он станет панацеей для пациентов с нейродегенеративными заболеваниями. Проблема не качественной памяти является очень серьезной для современного человека. Американские нейрофизиологи разработали специальный имплантат, который поможет улучшить память. В прошлом месяце закончились испытания данного приспособления ,которые прошло успешно и поспособствовали улучшению памяти исследуемых на 15%. Данная работа была выполнена группой ученых из университета Южной Калифорнии (США) и медицинского центра Уэйк-Форест-Баптист. Предполагается, что устройство поможет повысить эффективность памяти до 40%. Специалисты отмечают, что основное внимание уделяли краткосрочной памяти, ведь именно она в первую очередь страдает от болезни Альцгеймера, инсульта и различных травм головы. Для проведения испытаний были отобраны добровольцы, к мозгу которых подключили аппарат, который влияет на нейроны гиппокампа, отвечающего за эпизодическую память. Известно, что протез памяти создан на нелинейной математической модели MIMO (многопотоковой передаче данных). После проведения испытаний протеза памяти стало понятно, что он сможет улучшить качество жизни значительного числа пациентов. Когда он станет доступен для широкого числа больных пока неизвестно.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026