Создание сильных магнитных полей импульсом лазерного света 06.04.2020

В течение последнего десятилетия или даже двух, сильные магнитные поля используются во множестве областей науки и техники, включая материаловедение, медицину и т.п. Однако, аппаратные средства, позволяющие получать такие магнитные поля, достаточно сильно отстают в развитии по сравнению с постоянно растущими потребностями. Не так давно исследовательская группа из университета Оттавы и некоторых других канадских научных учреждений нашла новый способ генерации магнитных полей большой силы при помощи импульсов лазерного света. Более того, этот же способ позволяет "включить и выключить" магнитное поле очень быстро, что открывает целый ряд совершенно новых перспектив для его практического использования.

Проделанная канадскими учеными работа базируется на результатах предыдущих исследований, которые были направлены на использование лазеров для ускорения процесса генерации магнитного поля. В этих исследованиях импульсы лазерного света использовались для обеспечения движения электронов в плазме по круговой траектории, но такой подход требует использования чрезвычайно мощных лазеров, которые сами по себе являются редкостью и находятся в распоряжении лишь небольшого количества лабораторий во всем мире.

Во время новых исследований ученые использовали лазерный луч не с вихревой, как раньше, а с азимутально-векторной поляризацией. Электрическое поле в таком луче имеет форму радиальных кругов вокруг центра луча, и это поле заставляет электроны плазмы двигаться по кольцевой траектории, что генерирует магнитное поле, направленное вдоль направления луча лазерного света. Для синхронизации движения электронов используется свет второго лазера, частота которого в два раза выше частоты первого, и такой метод позволяет добиться ускоренного движения электронов в момент пика напряженности электрического поля, создаваемого светом первого лазера.

Проведенные расчеты показали, что импульс основного лазера с энергией 11.3 микроджоуля и дополнительный импульс с энергией 1.9 микроджоуля и удвоенной частотой способны сгенерировать магнитное поле, силой в 8 Тесла, которое продержится в течение 50 фемтосекунд времени. А чередование импульсов позволит получить импульсное магнитное поле, которое будет действовать практически постоянно. Однако, если использовать такой подход для изучения свойств магнитных материалов, то быстрое включение и выключение столь сильного магнитного поля, скорее всего, просто разрушит исследуемые образцы, для предотвращения такого потребуется ряд дополнительных защитных мер.

Однако, и в том виде, в котором он есть сегодня, новый лазерный метод создания сильных магнитных полей уже может быть использован в областях оптоэлектроники и спинтроники для создания быстродействующих ключей и переключателей, обеспечивающих работу устройств, построенных на основе упомянутых технологий.

<< Назад: Беспроводные наушники Sony WF-XB700 и WH-CH710N 07.04.2020

>> Вперед: Бактериальная батарейка для Марса 06.04.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кондиционер без сквозняков 25.05.2020

Компания Samsung Electronics начала продажу кондиционеров с неподвижным потоком воздуха и технологией Samsung Wind-Free. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) определяет "неподвижный воздух" как воздушные потоки со скоростью ниже 0,15 м/с. Кроме того, кондиционер отличается пониженным уровнем энергопотребления, тихой работой и обладает самым высоким рейтингом энергоэффективности в Европе. Кондиционер получил инверторный цифровой компресс ...>>

Плазменный двигатель для работы в земной атмосфере 25.05.2020

Группа исследователей из института Технических наук университета Ухани, Китай, разработала и продемонстрировала первый в своем роде прототип микроволнового плазменного ускорителя, способного работать в условиях земной атмосферы. И даже в его нынешнем "лабораторном виде" этот ускоритель уже способен производить тягу с эффективностью, сопоставимой с эффективностью турбореактивных двигателей, устанавливаемых на современных авиалайнерах. Подобные плазменные ускорители, известные еще под названием ...>>

50-мегапиксельный фотосенсор Samsung ISOCELL GN1 24.05.2020

Семейство фотосенсоров Samsung ISOCELL для камер смартфонов пополнилось очередной новинкой - моделью под названием ISOCELL GN1 оптического формата 1/1,31". Ключевых особенностей у нее две: первая - более крупные "пиксели" размером 1,2 мкм; вторая - это первый сенсор Samsung, поддерживающий одновременно технологии Dual Pixel и Tetracell. Благодаря относительно большему размеру светочувствительной ячейки Samsung ISOCELL GN1, как утверждается, выводит мобильные камеры на новый уровень, сочетая б ...>>

Эффективный механизм архивирования данных 24.05.2020

Исследователи из Университета Нью-Йорка и IBM открыли новый механизм, который позволяет более эффективно архивировать данные. Ученым удалось найти механизм, который позволяет управлять направлением вращения электронов, что в свою очередь, позволяет контролировать записанные биты. По словам Джонатана Снау из IBM, это открытие снизит количество энергии и уменьшит место, необходимые для хранения информации. Новое открытие находится в области спинтроники и затрагивает механизм перемещения элек ...>>

Суперфуд, который заменит мясо 23.05.2020

Индия стала крупнейшим в мире производителем джекфрута или плода хлебного дерева, который используется в качестве мясной альтернативы. В течение многих веков джекфрут был частью диеты Южной Азии, и объемы выращивания ежегодно увеличиваются. Плод, который весит в среднем пять килограммов, имеет зрелую восковую желтую мякоть и употребляется в пищу в свежем виде или используется для приготовления тортов, соков, мороженого и чипсов. Зеленый, колючий и с сильным, сладким запахом громоздкий джек ...>>

Случайная новость из Архива

Мобильник помогает ориентироваться в городе 20.12.2006

Обычно для того, чтобы не потеряться в незнакомом городе, нужно купить карту.

На нее нанесены и отели, и рестораны, и всевозможные достопримечательности. Но вот заглянуть "внутрь" карты, узнать подробности о том или ином изображенном на ней объекте возможности нет - карта-то бумажная. Будь она электронной, можно было бы на каждом из них поставить ссылку и прикрепить столько информации, сколько душе (или рекламному бюджету) угодно.

Похоже, что ученым из Саутгемптонского университета во главе с доктором Джонатаном Хэа и профессором Полом Льюисом удалось найти выход из положения. Они разработали алгоритм, который позволяет легко перейти от бумажной карты к электронной с помощью мобильного телефона, который, конечно же, есть у каждого путешественника.

Работает алгоритм следующим образом. Фотоаппаратом своего мобильного телефона турист фотографирует нужный ему фрагмент карты и посылает фото на сервер. Там снимок обрабатывают, сличают с электронной картой той же местности и находят, что это за участок.

На найденном электронном фрагменте уже стоят всевозможные интерактивные объекты, которые дают доступ к дополнительной информации. Его посылают назад в телефон, и турист сможет этой информацией воспользоваться.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов