Зачем скручивать свет? Ученые переосмыслили лампочку для создания уникального излучения

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе обычную лампочку накаливания. Что приходит на ум? Наверное, та самая нить внутри, разогретая добела, излучающая знакомый теплый свет. А что, если эта нить, уменьшенная до наномасштабов и закрученная в спираль, сможет не только светить, но и генерировать свет с необычными свойствами? Ученые из Мичиганского университета как раз совершили прорыв в этой области, показав, что привычный принцип работы лампочки Эдисона может быть использован для создания «закрученного» света.

Свет, который танцует

В чём же суть этого «закрученного» света? Обычно фотоны, частицы света, колеблются в разных направлениях. Однако, когда свет проходит через специально структурированный материал, например, скрученную нить накала, он может приобрести спиральную форму — как бы закручиваться во время распространения. Это явление, известное как хиральность, открывает новые возможности для манипуляции светом и его использования.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Команда исследователей обнаружила, что если микроскопическая нить накала закручена в спираль, длина витков которой сопоставима с длиной волны излучаемого света, то и сам свет становится закрученным. Более того, степень закрученности, или эллиптическая поляризация, зависит от того, насколько длина волны света соответствует длине витка спирали, а также от электронных свойств материала нити. В своих экспериментах ученые использовали наноуглерод и металлы.

От лампочки к зрению будущего

Идея создания закрученного света сама по себе интересна, но зачем это нужно? Одно из потенциальных применений заключается в создании новых типов систем машинного зрения. Представьте себе робота или беспилотный автомобиль, способный различать объекты не только по их форме и цвету, но и по тому, как они поляризуют свет. Подобно ракам-богомолам, которые видят мир скрученным светом, такие устройства могли бы различать объекты, излучающие свет с различной степенью спиральности.

Например, как отметил профессор Котов, авторы исследования, разница в поляризации света, испускаемого мехом оленя и одеждой человека, может позволить автономным автомобилям различать их в условиях плохой видимости. И все это — благодаря обычной, казалось бы, лампочке, но работающей на совершенно новом уровне.

Преимущества и перспективы

Главным преимуществом метода, разработанного мичиганскими учеными, является яркость получаемого закрученного света. Он до 100 раз ярче, чем свет, полученный с помощью других технологий. Однако, стоит отметить, что полученный свет пока имеет широкий спектр длин волн и степени закрученности. В планах ученых — работа над устранением этого недостатка, в том числе изучение возможности создания лазеров, работающих на основе закрученных светоизлучающих структур.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Команда также планирует исследовать более длинноволновый инфракрасный диапазон, где излучение абсолютно черного тела достигает своего пика при комнатной температуре. Возможно, именно там удастся найти новые способы использования эллиптической поляризации для улучшения контрастности изображений.

Спиральные нити будущего

Открытие мичиганских ученых демонстрирует, как, казалось бы, давно известные явления могут быть использованы по-новому, если взглянуть на них с другой перспективы. Понимание того, как форма объекта влияет на поляризацию излучаемого им света, открывает двери для разработки новых технологий в области оптики, материаловедения и робототехники.

Кто бы мог подумать, что простая лампочка, знакомая нам с детства, может вдохновить на создание света с такими необычными свойствами? Возможно, именно скрученные нити накала, но уже в наномасштабе, станут ключом к технологиям будущего. И кто знает, какие еще сюрпризы преподнесет нам этот закрученный мир?

3 комментария

Добавить комментарий

ViaLs
Ну ждём тостер с закручеными нанонитями, «В планах ученых — работа над устранением этого недостатка, в том числе изучение возможности создания лазеров» ахахахаха покажите им как свет изгебать, приколисты че-то уже было такое в годах 70.
I
Рак отшельник поимел богомола и у них родился рак богомол

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему у обычной карповой рыбы ядовитая икра: что известно о маринке

Если посмотреть на маринку на фотографии, ничего необычного я бы в ней не заметила. Вытянутое тело, мелкая чешуя, довольно привычные для карповых очертания. Она совсем не похожа на рыбу, от...

Правда ли, что акула может учуять каплю крови в воде за несколько километров

Правда ли, что акула способна за несколько километров уловить запах от попавшей в воду капли крови? Насколько чувствительно обоняние акул и как по запаховому шлейфу акулы находят свою добычу.

Квантовые спины впервые сдвинули сантиметровый объект: как физики преодолели барьер микромира

В фундаментальной физике существует давняя граница между микромиром и макромиром. Законы квантовой механики формулировались для отдельных элементарных частиц — электронов, протонов,...

Планшет, ноутбук и холст для рисования в одном флаконе: обзор Ninkear S13 Neo на Intel N150

Тем, кто привык к интерфейсу Windows, но не всегда хочет брать с собой ноутбук, придётся по душе Ninkear S13 Neo. По виду это обычный планшет с 13-дюймовым экраном, внутри которого работает Windows...

Самое странное облако Марса нарушило земные законы физики: почему шлейф длиной 1800 км не должен существовать

Каждое утро в период марсианского лета над южным полушарием планеты возникает гигантское атмосферное явление. Над западным склоном потухшего вулкана Гора Арсия формируется узкое белое облако из...

Почему дайверы со всего мира хотят увидеть дно озера Каинды в Казахстане

Куда только не хотят попасть дайверы-экстремалы: от остатков затонувших кораблей до пещер, из которых не факт, что выйдет выплыть. Но необычные виды и острые ощущения берут верх над чувством...