 Физик На Янг Ким (Na Young Kim)
демонстрирует работу поляритонного лазера "Популярная механика"
Новости науки и техники
Международная
группа физиков, возглавляемая профессором Стэнфордского университета
Ешихисой Ямамото
(Yoshihisa Yamamoto), разработала технологию, которая позволит создать
лазеры, потребляющие в сотни раз меньшую энергию, чем традиционные
полупроводниковые лазеры.
Принцип работы лазеров основан на вынужденном излучении,
теория которого была создана Альбертом Эйнштейном.
В
обычных лазерах вынужденное излучение испускается электронами активной
среды, которые, взаимодействуя с фотонами, переходят с определенного
высокого квантового энергетического уровня на более низкий, излучая
«точные копии» исходных фотонов.
Энергию для возвращения на высокие энергетические уровни электроны получают от
внешнего источника с помощью процесса накачки.
Данный процесс энергетически неэффективен. Число электронов, которые
одновременно могут находиться на нужном энергетическом уровне,
ограничено, и обычные
лазеры расходуют энергию накачки на электроны, попадающие на более
высокие
энергетические уровни. |
 Демонстрационная установка "Популярная механика"
Новости науки и техникиИсследователи из Института прикладной физики твердого тела
Фраунгофера (Fraunhofer IAF) и Технологического института Карлсруэ (KIT) осуществили беспроводную радиопередачу
данных со скоростью 40 Гбит/с
Передача на частоте 240 ГГц производилась между демонстрационными
установками, укрепленными на расстоянии 1 км на крышах двух небоскребов в Карлсруэ.
Такая высокая пропускная способность радиоканала является новым мировым рекордом и сравнима с
возможностями оптоволоконных линий связи. В будущем новая технология упростит организацию
широкополосного доступа к интернету в сельской местности и труднодоступных
местах.
С ростом частоты пропорционально уменьшаются размеры
элементов электрических цепей и антенн. Разработанная в Fraunhofer IAF полупроводниковая
технология, основанная на применении транзисторов с высокой подвижностью электронов
( HEMT),
позволила создать приемники и
передатчики для частот в диапазоне 200–280 ГГц, выполненные в форме компактных
интегральных микросхем. В демонстрационных установках чипы приемника и передатчика
имеют размеры всего 4 x 1,5
мм 2.
Радиоволны этих частот относительно слабо затухают в
атмосфере, что является важным преимуществом радиоканалов перед открытыми
оптическими системами, плохо работающими в условиях тумана и дождя.
|
 Это - бабочка, летящая над поверхностью, которая, по замыслу художника,
должна иллюстрировать слой графена на подложке из нитрида бора
А ниже - бабочка Хофштадтера - фрактал, описывающий спектр решений уравнения Харпера
"Популярная механика"
Новости науки и техники
Ученым впервые удалось «поймать» бабочку
Хофштадтера – энергетическую структуру, существование которой было
предсказано почти 40 лет назад.
Американский физик Дуглас Хофштадтер еще в 1976 году
предсказал существование особых фракталов, внешне напоминающих бабочек.
Такой фрактал – графическое представление колебаний потенциальной энергии электронов
на двумерных атомных решетках (например, на листе графена). Фрактальные
структуры нередко иллюстрируют протекание различных процессов в «классических»
разделах физики (например, механике жидкостей и газов), но в квантовом мире
довольно редки. Поэтому бабочка Хофштадтера давно дразнила умы ученых – но экспериментально
наблюдать это явление удалось только сейчас.
Посчастливилось сразу трем независимым группам
исследователей, работы двух групп были опубликованы в одном номере Nature, а третьей – в Science на
той же неделе.
|
|
