Top

Ученые создали новый тип лазера

24 декабря 2008, 18:39
Метки: , , , , ,
Рубрика: Изобретения 

Ученым из Принстонского университета удалось создать новый тип лазера, сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте университета. В настоящее время исследователи работают над усовершенствованием своего изобретения, основой для которого стал квантовый каскадный лазер.

В современных электронных приборах используются так называемые лазерные диоды, в которых лазерное излучение (световое излучение, почти все фотоны которого имеют одну длину волны), формируется при подаче электрического тока на полупроводниковый диод. В квантовом каскадном лазере используется похожая схема, только излучающий материал состоит из большого количества полупроводниковых слоев.

В качестве излучающего материала исследователи из Принстонского университета использовали много слоев полупроводника толщиной всего в один атом. Во время испытаний ученые обнаружили, что их устройство испускает не один луч, а два с различными длинами волн. При этом у второго луча обнаружились свойства, которые современная теория каскадных лазеров объяснить не в состоянии.

Во-первых, оказалось, что два луча “конкурируют”. При увеличении силы тока интенсивность обычного луча возрастала, в то время как второй ослабевал. Во-вторых, при росте температуры до определенного значения сила второго луча увеличивалась, в то время как у обычных светодиодных лазеров она уменьшается. Читать далее…

Создан ускоритель заряженных частиц с пониженным потреблением энергии

Физики из лаборатории в Дарсбери, Великобритания, успешно испытали новый линейный ускоритель ALICE со схемой повторного использования энергии заряженных частиц. Созданная Cоветом по технологическим и научным центрам Великобритании установка является ускорительным комплексом нового поколения, позволяющим с меньшими затратами получать мощные пучки рентгеновского излучения для применения в физико-химических и биологических исследованиях.

Необходимое для изучения молекулярных процессов с высоким пространственным и временным разрешением рентгеновское излучение создается при сжатии движущихся на околосветовой скорости электронных пучков. После получения излучения пучки с энергией 35 мегаэлектронвольт просто “выбрасывались”, что приводило к резкому снижению эффективности установки в целом.

Теперь же, с введением в строй новой системы “утилизации” пучка, электроны возвращают большую часть вложенной в них энергии. Это означает либо существенное сокращение энергопотребления, либо столь же существенный прирост мощности установки с сохранением текущих затрат (пресс-релиз содержит оценку в 99,9 процентов возвращаемой в систему энергии). Читать далее…

В окрестности Ориона обнаружены загадочные источники космических лучей

В окрестности созвездия Орион ученым удалось идентифицировать два региона, откуда на Землю попадает космических лучей больше среднего, сообщает Science NOW. Причины этого избытка ученые объяснить пока не в состоянии. Совместная работа, в которой участвовали представители 16 научных институтов, опубликована в журнале Physical Review Letters.

Космические лучи не являются лучами вовсе: на 99 процентов они состоят из протонов и ядер атомов гелия. В настоящее время считается, что их источниками являются взрывы сверхновых, пульсары и черные дыры. После “рождения” заряженные частицы попадают в магнитное поле Млечного Пути, под воздействием которого они распределяется в пространстве относительно равномерно. Это означает, что космические лучи ниже определенной пороговой энергии (частицы, энергия которых выше, составляют отдельную головную боль астрономов) должны приходить на Землю в одинаковом количестве со всех сторон.

Данные, о которых идет речь в работе, были собраны при помощи телескопа Milagro, установленного в лаборатории Лос Аламос, штат Нью Мексико. Он представляет собой бассейн размером с футбольное поле, на дне которого установлены специальные детекторы. Сверху бассейн укрыт специальной пленкой, благодаря которой частицы с низкими энергиями не проникают внутрь: детекторы регистрируют только попадание высокоэнергетических частиц из космоса.

В результате наблюдения за небом над Северном полушарии, которое длилось семь лет, ученым удалось зарегистрировать более 200 миллиардов попаданий. Статистический анализ показал, что со стороны Ориона частиц приходит больше на 0,04 - 0,06 процента. Кроме этого ученым удалось установить местоположение регионов, откуда приходят “дополнительные” космические лучи. Читать далее…

У термитов нашли сверхскоростное оружие

25 ноября 2008, 14:28
Метки: , ,
Рубрика: Открытия 

Ученые, опубликовавшие свои результаты в последнем выпуске журнала Current Biology, засняли на скоростную кинокамеру атакующих панамских термитов Termes panamaensis. Согласно выводам биологов, эти насекомые могут претендовать на звание живых существ с самым быстрым естественным оружием на планете. Их клешня, модифицированная деталь ротового аппарата термитов-солдат, наносит удары со скоростью 70 метров в секунду, оставляя мало шансов противнику при обороне узких тоннелей термитника.

Как показали биологи из Панамы, США и Великобритании, высвобождение запасенной в предварительно изогнутых клешнях термита энергии вызывает их движение, напоминающее движение ножниц. Причем, что особенно заинтересовало исследователей, этот механизм работает прежде всего при обороне термитника, а не при охоте или защите от хищников на открытой местности.

В пресс-релизе поясняется что необходимая для поражения захватчика высокая энергия удара при малой массе самого термита может быть достигнута только за счет высокой скорости. И, как показали сделанные при помощи скоростной киносъемки измерения, среди всех известных видов членистоногих панамский термит может считаться рекордсменом. В условиях ограниченного пространства внутри тоннеля термитника большинство противников не может избежать удара, сила которого оказывается, как правило, смертельной. Читать далее…

Физики услышали Большой Взрыв

Трое физиков из США, Канады и Германии опубликовали работу, описывающую поведение кварк-глюонной плазмы, образующейся при столкновении частиц в экспериментах на коллайдерах и существовавший в первые микросекунды жизни Вселенной. Им удалось рассчитать, что попадающий в сгусток плазмы протон или иная частица создает ударную волну, аналогичную ударным волнам от сверхзвуковых самолетов в воздухе.

Кварк-глюонная плазма является на сегодняшний день самым экстремальным состоянием вещества. Если обычная плазма образуется тогда, когда энергия достаточна для отрыва электронов от атомов, то кварк-глюонная плазма характеризуется на порядки большей энергией. При температурах в триллионы градусов, которые возникают при столкновении пучков с околосветовой скоростью, составляющие протоны и нейтроны кварки образуют вместо отдельных частиц каплевидный сгусток. Так как в сгустке помимо кварков представлены и связывающие их глюоны, это состояние носит название кварк-глюонной плазмы.

Подобное состояние материи существовало лишь в первую микросекунду после Большого Взрыва - и в начале 2000-х годов физики сообщили о том, что эту ″первоматерию″ удалось получить на релятивистком ускорителе тяжелых ионов (RHIC) в США.

Ученые рассчитали, что при попадании в такую плазму движущейся частицы возникает ударная волна, схожая с ударной волной от пролетающего со сверхзвуковой скоростью предмета в обычном газе. В статье, опубликованной в журнале Physical Review C, приводятся результаты численного моделирования, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными коллайдера на тяжелых ионах. Читать далее…

Ученые связали длину пятки со спринтерскими качествами

13 октября 2008, 15:56
Метки:
Рубрика: Исследования 

Группа исследователей установила, что спринтерские качества спортсмена зависят от длины его пятки. В своей работе, опубликованной в журнале The Journal of Experimental Biology, ученые показали, что чем меньше расстояние между лодыжкой и ахиллесовым сухожилием, тем эффективнее используется энергия при беге. Коротко основные выводы работы приводит журнал New Scientist.

Ахиллесово сухожилие расположено на задней стороне лодыжки и соединяет мышцы икры с пяткой. Исследователи предположили, что эффективность использования энергии при беге зависит от того, сколько энергии может быть запасено в сухожилии. Когда нога бегуна ударяется об землю, сухожилие сокращается, запасая энергию, которая высвобождается при подъеме ноги от поверхности.

Используя математическую модель ноги, ученые показали, что количество запасаемой энергии в первую очередь зависит не от механических свойств сухожилия, а от расстояния от лодыжки до сухожилия. Чем оно меньше, тем меньше энергии требуется спортсмену для того, чтобы бежать с той же скоростью.

Чтобы подтвердить свое предположение, авторы работы изучили физические характеристики 15 профессиональных бегунов. Исследователи измеряли расстояние от лодыжки до ахиллесова сухожилия, а затем определяли уровень потребления энергии спортсменами при беге на беговой дорожке со скоростью 16 километров в час. Читать далее…

« Предыдущая


Bottom