Фотолюминесцентный дисплей преобразует свет в энергию

Поделиться



Группа японских физиков в статье для международного журнала Journal of Photonics for Energy предложила дополнить конструкцию лазерного дисплея (Laser Phosphor Display, LPD) люминесцентным солнечным концентратором (LSC). Такая модификация позволяет использовать устройство не только для демонстрации изображений, но и для сбора/преобразования световой энергии.





Статья описывает принцип действия таких устройств, даёт оценку эффективности сбора энергии и указывает направления дальнейшего совершенствования предложенной конструкции.

В качестве демонстрации концепции, ведущий автор Ичиро Фудзиэда (Ichiro Fujieda) и его коллеги из Азиатско-Тихоокеанского Университета Рицумейкан (префектура Оита, Япония) изготовили экран габаритами 95×910 мм, поместив тонкий слой органического красителя-флуорофора, кумарина 6, между двумя прозрачными (акриловыми) пластинами. Эти пластинки перенаправляли фотолюминесцентные фотоны, излучаемые с обеих сторон, к своим торцевым поверхностям.





К нижнему торцу экрана ученые прикрепили фотодиод с размерами чувствительной области 10×10 мм. Экстраполяция результатов измерений показывает, что дисплей, периметр которого полностью покрыт фотодиодами, может улавливать до 71% поступающей оптической энергии.

С помощью проектора, световой источник которого был заменён синим лазером, на опытном экране было получено тестовое флуоресцентное изображение зеленого цвета.

Уменьшив толщину задней (обращённой к проектору) пластины ученые смогли избавиться от паразитного второго изображения, возникающего вследствие переотражения фотолюминесцентных фотонов, разделение же поверхности экрана на множество небольших блоков LSC позволяет предотвратить потери из-за самопоглощения. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //phys.org/news/2017-05-photoluminescent-absorbs-energy.html

Может ли «невозможный двигатель» работать на… темной материи?

Поделиться



На каждое действие есть равное и противоположное действие. У этой формулировки третьего закона Ньютона есть два очень важных следствия: во-первых, существует физическая величина, которая всегда сохраняется во Вселенной (импульс), а во-вторых, законы физики одинаковы независимо от вашего положения в пространстве. Казалось бы, всего несколько слов, а на самом деле они колоссальны, потому что если вы хотите заставить, например, устройство изменить движение, вам нужно его чем-нибудь толкнуть.





Это может быть выхлоп ракеты, шины против дороги, колеса поезда на рельсах или даже фотоны, отраженные от паруса. Единственное, что запрещено, это так называемый инерцоид, движение без реакции: действие без противодействия. Именно это представляет собой EMDrive — «невозможный» космический двигатель, который недавно прошел испытания NASA — по заявлениям. Если он действительно работает как заявлено, он нарушает законы физики. Но есть и возможная лазейка: возможно, реакция есть, просто мы ее не нашли. Возможно, противодействие имеет место, но связано с темной материей.

Согласно стандартной модели космологии, большая часть материи во Вселенной представлена не в форме атомов или других известных частиц. Нет, подавляющее большинство массы — с разницей в 5-к-1 — представлено темной материей. Темная материя не сталкивается, не аннигилирует и больше никак не взаимодействует с собой или с другой, обычной материей при любых известных обстоятельствах, за исключением гравитационного воздействия. Прошло 13,8 миллиарда лет, и она образовала гигантскую, диффузную космическую сеть гравитационных структур и огромные сферические гало свыше миллиона световых лет в диаметре, которые обрамляют галактики вроде нашей. Темная материя пронизывает каждый квадратный сантиметр нашей галактики, включая и каждый объект на Земле, даже наши тела, хоть и в небольших количествах.





При определенных условиях, впрочем, темную материю можно уговорить взаимодействовать с самой собой или с обычной материей, в зависимости от ее природы. Если темная материя состоит из вимпов (WIMP, слабо взаимодействующая массивная частица), то продукт ее аннигиляции можно было бы засечь детекторами. Если же она состоит из очень легких, маломассивных частиц аксионов, она может соединяться с фотонами при определенных условиях. Один из экспериментов, направленных на поиск аксионов, известен как ADMX: эксперимент аксионов темной материи. В 1983 году физик Пьер Сикиви изобрел аксионный галоскоп, используя тот факт, что аксион-фотонную пару можно усилить при определенных условиях внутри электромагнитной полости. Спустя двадцать лет из этого исследования вырос ADMX и с тех пор ученые ищут аксионы, используя этот метод.





На сегодняшний день, к сожалению, их поиски пока не увенчались успехом. Возможно, аксионов не существует, либо, если они не являются темной материей, возможно, они обладают иными параметрами, для которых ADMX недостаточно чувствителен. Вполне возможно, различные электромагнитные полости с разными свойствами могли бы активировать взаимодействия с аксионами. Возможно, фотон-аксионные взаимодействия могут происходить, а полость с нужными параметрами привела к рассеянию аксионов в предпочтительном направлении. Маловероятно, но вполне допустимо, что EMDrive и есть такая полость.

Как это работает? В каждый отдельно взятый момент времени частицы темной материи проходят через все области пространства, не стесняясь присутствия материи или других частиц Стандартной модели. В электромагнитной полости фотоны определенной частоты скачут во всех направлениях, сохраняя импульс и не создавая тяги. Но если фотоны движутся в определенном направлении — например, в заднюю часть полости — они могут сталкиваться с частицами темной материи и будет вот что:





Если происходит именно это, то это настоящий прорыв. Поскольку темная материя есть повсюду, нам понадобился бы только источник энергии — не топливо — чтобы путешествовать по всей галактике, потому что в любой точке пространства мы найдем достаточно темной материи. Это значит, что мы получим метод обнаружения темной материи, которая случайно сталкивается с нашими частицами, и подтвердим таким образом ее существование. И что самое главное, все это не нарушает законы физики, ведь импульс сохраняется.

Результаты испытаний EMDrive до сих пор не доказаны. Есть много потенциальных источников ошибок, и сами измерения указывают на большую неопределенность в том, сколько производится тяги. Пока непонятно, действительно ли существует тяга без реакции или же существует реакция, которую мы пока не нашли.

Да и объяснение с участием темной материи тоже будет сомнительным, поскольку требует много неизвестных. Но если EMDrive действительно работает, используя темную энергию, и тайна темной материи будет решена раз и навсегда самым неожиданным образом, это будет просто невероятно. опубликовано  

 

 

Источник: hi-news.ru/technology/mozhet-li-nevozmozhnyj-dvigatel-rabotat-na-temnoj-materii.html

Физики создали твердый свет

Поделиться







Группа исследователей из Принстонского университета начала проводить весьма интересные эксперименты со светом. Но вместо наблюдения за его невероятной скоростью, ученые решили его остановить, заморозив свет в кристалл. И речь сейчас идет не о том, что ученые поместили свет в кристалл, ученые скорее создали кристалл из света.

Процесс этот они провернули следующим образом: направили частицы света (фотоны) в одну точку и мгновенно их заморозили. Раньше такого никогда не делалось, а следовательно, затея исследователей может стать отправной точкой для создания новых экзотических материалов с удивительными и, возможно, даже странными свойствами.

Для своего эксперимента ученые сперва создали специальную структуру из сверхпроводимых материалов, содержащих 100 миллиардов атомов, которых они заставили вести себя как искусственные. После этого исследователи поместили «искусственные» атомы рядом со сверхпроводимым проводом, содержащим фотоны. Согласно законам квантовой механики, фотоны в проводе впитали в себя некоторые свойства находившихся рядом атомов. И хотя фотоны напрямую между собой не взаимодействуют, в этом случае они стали практически связанными между собой и стали вести себя как частицы.

Дариус Садри, один из исследователей, принимавших участие в эксперименте, рассказывает, как такое стало возможным:

«Мы использовали метод смешивания атомов и фотонов, чтобы подтолкнуть фотоны к взаимодействию между собой. Результатом этого взаимодействия стало появление полностью нового коллективного поведения для света, сродни фазам материи, таких как жидкости и кристаллы, какие изучаются физикой конденсированных сред».

В результате ученые получили своего рода твердый свет, где фотоны в пространстве находятся в замороженном состоянии. Полученные кристаллы сейчас очень маленькие, однако ученые надеются, что система, как и самые обычные кристаллы, начнет расти и со временем они смогут создавать новые интересные материалы, такие как супержидкости или изоляционные материалы, полностью состоящие из света. Правда, следует отметить, что ученые пока не придумали возможные способы их использования. опубликовано 

Источник: hi-news.ru

Ученые безвозвратно замедлили скорость света

Поделиться







Скорость света не меняется. Она постоянна, не так ли? А вот и нет! Ученые из двух университетов в Шотландии смогли замедлить свет, проходящий сквозь безвоздушное пространство.

Эксперимент, проведенный совместными силами университетов Глазго и Хэрриота-Уатта, скорее всего, изменит отношение современной науки к свету. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Express.

Считается, что скорость света абсолютна. В вакууме она равна 299 792 458 м/с. Свет распространяется более медленно внутри воды или стекла, но снова ускоряется при переходе в безвоздушное пространство.

Новое исследование показало, что замедленные фотоны могут сохранять свою скорость.

Мы добились эффекта замедления с помощью некоторых тонких, но широко известных оптических принципов, — заявили физики.

Исследователи пропустили фотоны — отдельные частицы света — через специальную маску. Это изменило их пространственное строение и замедлило скорость. Фотоны продолжили двигаться со скоростью ниже скорости света, даже когда они вернулись в безвоздушное пространство. Они отстали от неизмененных фотонов примерно на 20 длин световой волны – около 11 миллионных долей метра, пишет газета The Irish Times.

Новый подход cработал при прохождении фотонов как через воздух, так и через вакуум. Он также работает с пучком света и, как надеются ученые, подходит также для других видов волн.

Мы считаем, что эффект может быть применим к любой волновой теории. Похожим способом можно замедлить, например, скорость распространения звуковых волн, — сказали ученые.

Источник: hi-news.ru

Ученые Корнелльского университета создали прототип «квантовых» денег будущего

Поделиться



Самыми защищенными от подделки, согласно исследованиям Международного банкнотного сообщества (IBNS) признан на сегодня британский фунт стерлингов и австралийский доллар. Вместе с тем, подделать и эти денежные знаки при современном уровне технологий вполне реально. Используя алгоритмы шифрования, основанные на кодировании квантовых состояний фотонов, ученым Корнелльского университета удалось найти способ создания денежных купюр, подделать которые практически невозможно. Подробнее о «квантовых» деньгах будущего мы расскажем в сегодняшней публикации.




Читать дальше →

Учёные получили изображение света, который ведёт себя как волна и частица одновременно

Поделиться



Квантовая фотография: 1 фотон на пиксел

Поделиться