23:33
Comentarii Adauga Comentariu

_ Păstrarea energiei în cameră

_ Păstrarea energiei în camera

Poate părea că tehnologia avansează an de an, ca prin farmec. Dar în spatele fiecărei îmbunătățiri progresive și revoluții inovatoare se află o echipă de oameni de știință și ingineri care lucrează din greu.

Profesorul UC Santa Barbara Ben Mazin dezvoltă senzori optici de precizie pentru telescoape și observatoare. Într-o lucrare publicată în Physical Review Letters, el și echipa sa au îmbunătățit rezoluția spectrului senzorului lor supraconductor, un pas major în scopul lor final: analiza compoziției exoplanetelor.

„Am fost capabili să dublăm aproximativ. puterea de rezoluție spectrală a detectorilor noștri”, a spus primul autor Nicholas Zobrist, doctorand în Laboratorul Mazin.

„Aceasta este cea mai mare creștere a rezoluției energetice pe care am văzut-o vreodată”, a adăugat Mazin. „Deschide o cale cu totul nouă către obiective științifice pe care nu le puteam atinge înainte.”

Laboratorul Mazin lucrează cu un tip de senzor numit MKID. Majoritatea detectorilor de lumină, cum ar fi senzorul CMOS dintr-o cameră de telefon, sunt semiconductori bazați pe siliciu. Acestea funcționează prin efectul fotoelectric: un foton lovește senzorul, eliminând un electron care poate fi apoi detectat ca un semnal adecvat pentru procesare de către un microprocesor.

Un MKID folosește un supraconductor, în care electricitatea poate curge fără rezistență. Pe lângă rezistența zero, aceste materiale au și alte proprietăți utile. De exemplu, semiconductorii au o energie de gol care trebuie depășită pentru a elimina electronul. Energia intervalului aferentă într-un supraconductor este de aproximativ 10.000 de ori mai mică, astfel încât poate detecta chiar și semnale slabe.

Mai mult, un singur foton poate elimina mulți electroni dintr-un supraconductor, spre deosebire de doar unul dintr-un supraconductor. semiconductor. Măsurând numărul de electroni mobili, un MKID poate determina de fapt energia (sau lungimea de undă) a luminii primite. „Și energia fotonului, sau spectrele sale, ne spune multe despre fizica a ceea ce a emis acel foton”, a spus Mazin.

Scurgeri de energie

Cercetătorii au lovit un limitează cât de sensibile ar putea face aceste MKID-uri. După multă analiză, ei au descoperit că energia se scurgea din supraconductor în placa de cristal de safir pe care este fabricat dispozitivul. Drept urmare, semnalul a părut mai slab decât era cu adevărat.

În electronica tipică, curentul este transportat de electroni mobili. Dar acestea au tendința de a interacționa cu împrejurimile lor, împrăștiind și pierzând energie în ceea ce se numește rezistență. Într-un supraconductor, doi electroni se vor împereche – unul în sus și altul în jos – și această pereche Cooper, așa cum se numește, este capabilă să se miște fără rezistență.

„Este ca un cuplu într-un club. ”, a explicat Mazin. „Aveți doi oameni care se fac pereche și apoi se pot mișca împreună prin mulțime fără nicio rezistență. În timp ce o singură persoană se oprește să vorbească cu toată lumea pe parcurs, încetinind-o.”

În un supraconductor, toți electronii sunt perechi. „Toți dansează împreună, se mișcă fără să interacționeze foarte mult cu alte cupluri, pentru că toți se uită adânc unul în ochii celuilalt.

„Un foton care lovește senzorul este ca și cum cineva intră și împrăștie un bea pe unul dintre parteneri", a continuat el. "Acest lucru desparte cuplul, determinând unul dintre parteneri să se împiedice de alte cupluri și să creeze o perturbare." Aceasta este cascada de electroni mobili pe care MKID o măsoară.

Dar uneori asta se întâmplă la marginea ringului de dans. Petrecerea jignită iese din club fără să lovească pe nimeni altcineva. Grozav pentru restul dansatorilor, dar nu și pentru oamenii de știință. Dacă acest lucru se întâmplă în MKID, atunci lumina semnalul va părea mai slab decât era în realitate.

Îngredirea lor

Mazin, Zobrist și co-autorii lor au descoperit că un strat subțire de indiu metalic - plasat între senzorul supraconductor și substrat - a redus drastic energia care se scurge din senzor. Indiul a acționat în esență ca un gard în jurul ringului de dans, ținând dansatorii împovărați în cameră și interacționând cu restul mulțimii.

Ei au ales indiul pentru că este și un supraconductor la temperaturile la care MKID-ul vor funcționa, iar supraconductorii adiacenți tind să coopereze dacă sunt subțiri. Totuși, metalul a reprezentat o provocare pentru echipa. Indiul este mai moale decât plumbul, așa că are tendința de a se aglomera. Acest lucru nu este grozav pentru a realiza stratul subțire și uniform de care aveau nevoie cercetătorii.

Dar timpul și efortul lor au dat roade. Tehnica a redus incertitudinea de măsurare a lungimii de undă de la 10% la 5%, arată studiul. De exemplu, fotonii cu o lungime de undă de 1.000 de nanometri pot fi acum măsurați cu o precizie de 50 nm cu acest sistem. „Acest lucru are implicații reale pentru știința pe care o putem face”, a spus Mazin, „pentru că putem rezolva mai bine spectrele obiectelor pe care le privim.”

Diferitele fenomene emit fotoni cu spectre specifice ( sau lungimi de undă) și diferite molecule absorb fotoni de diferite lungimi de undă. Folosind această lumină, oamenii de știință pot folosi spectroscopia pentru a identifica compoziția obiectelor atât din apropiere, cât și din întregul univers vizibil.

Mazin este interesat în special de aplicarea acestor detectoare în știința exoplanetelor. În acest moment, oamenii de știință pot face doar spectroscopie pentru un subset mic de exoplanete. Planeta trebuie să treacă între steaua sa și Pământ și trebuie să aibă o atmosferă groasă, astfel încât să treacă suficientă lumină prin ea pentru a putea lucra cercetătorii. Cu toate acestea, raportul semnal/zgomot este abisal, în special pentru planetele stâncoase, a spus Mazin.

Cu MKID-uri mai bune, oamenii de știință pot folosi lumina reflectată de suprafața unei planete, mai degrabă decât transmisă doar prin atmosfera sa îngustă. Acest lucru va fi în curând posibil cu capabilitățile următoarei generații de telescoape de 30 de metri.

Grupul Mazin experimentează, de asemenea, o abordare complet diferită a problemei pierderii de energie. Deși rezultatele din această lucrare sunt impresionante, Mazin a spus că crede că tehnica indiului ar putea fi învechită dacă echipa sa are succes în acest nou efort. Oricum, a adăugat el, oamenii de știință se apropie rapid de obiectivele lor.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Atmosfera Pământului poate fi sursa de apă lunară

_ Procurorul general al AZ Mark Brnovich amenință că �l va urmări penal pe secretarul de stat finanțat de Soros, Katie Hobbs, pentru trucaj �n 2022

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ LIVE: Pelosi ține un briefing despre călătoria ei în Taiwan

_ Legea privind cauțiunea din New York, determinată de ideologie, necesită o verificare a realității, spune fostul procuror

_ Dr. Jenny Radesky despre copii și dispozitive inteligente

_ Investiția în bioplastice crește pe măsură ce piața se extinde

_ Sentimentul întreprinderilor mici rămâne scăzut pe măsură ce firmele se luptă cu inflația

_ UPK 39 și UPK 41 formează un grup deschis binar primordial, arată studiul

_ Echipa masculină de handbal CS Dinamo București a câştigat meciul amical cu Potaissa Turda

_ Nava spațială sud-coreeană lansată pe Lună, prima țară din țară

_ Switchel (Haymakers Punch). Gatorade sănătoasă din natură

_ Întregul lanț de aprovizionare din SUA necesită operațiuni non-stop pentru a remedia întârzierile și costurile portuare

_ Încă un indiciu despre originea lunii

_ Budăi îi răspunde lui Cîţu: Mii de contracte de muncă se transformă din part-time în normă întreagă

_ Grupul de modă PVH, care deţine Calvin Klein şi Tommy Hilfiger, lucrează cu 5 fabrici din România

_ Suspect arestat în uciderea a 2 bărbați în New Mexico, toți fac parte din comunitatea musulmană locală

_ Portul Los Angeles, Inglewood primește granturi federale de transport în valoare de 119 milioane USD

_ Alergiile la medicamente: la ce să fii atent

_ Modelarea dezvăluie modul în care planeta pitică Ceres alimentează o activitate geologică neașteptată

_ Pelosi: „Nu vom permite Chinei să izoleze Taiwanul”

_ China „Nu va renunța la folosirea forței” împotriva Taiwanului: Cartea albă a PCC

_ De ce creditorii nu au încredere în împrumutați?

_ 17 guvernatori îl îndeamnă pe Biden să ridice mandatul de vaccinare împotriva COVID-19 în călătoriile internaționale

_ Echipa remediază problemele navei spațiale Lucy, legate de asteroizi, pe milioane de mile

_ Producătorii de materiale plastice cer instanței să anuleze interdicția federală planificată privind paiele și paharele de unică folosință

_ Cum câmpul minat legal sufocă economia SUA

_ Experții medicali recomandă obiceiurile stilului de viață pentru a trata diabetul

_ VIDEO | Arde o locomotivă electrică în Gara Ploiești Sud - Flacără deschisă și degajări mari de fum

_ Studiu: Coronavirusuri înrudite cu SARS infectează anual circa 66.000 de persoane în Asia de Sud-Est

_ Incendiul de la depozitul de petrol din Cuba este sub control, anunţă oficialii

_ Interdicţia UE asupra importurilor de cărbune din Rusia va intra în vigoare joi. Cât de puternic va fi afectată economia rusă

_ Rusia lovește puternic în estul Ucrainei - Cel puțin șase persoane au murit

_ Viorica Dăncilă și Carmen Dan ar putea fi audiate în dosarul 10 august - Anunțul făcut de procurorul general Gabriela Scutea

_ Tariful gigacaloriei în București: Ce spune Nicuşor Dan că se va întâmpla la iarnă

_ Ucraina anunță ofensiva: 'Recuperarea Crimeii este ceva care trebuie să se întâmple'

_ Ministrul Muncii, replică pentru Florin Cîțu: Ce efect are de fapt supraimpozitarea contractelor part-time

_ Angajaţii din Capitală, Cluj, Sibiu şi Timiş sunt plătiţi cel mai bine. Care sunt salariile medii nete

_ Suedia depăşeşte Franţa şi devvine cel mai mare exportator de energie electrică din Europa

_ Gaz de 4 dolari: un remediu pentru prețuri mai mari sunt prețurile mai mari?

_ Pensionarea anticipată îți va falimenta visele, iată de ce

_ Vin alfresco

_ Fostul consilier Trump spune că există câștigători clari din proiectul de lege pentru cheltuielile democraților — doar nu America

_ Cercetătorii își propun să transforme aerul marțian, murdăria și lumina soarelui în fier

_ Descoperirile meteoriților aruncă lumină asupra originii elementelor volatile ale Pământului

_ UC San Diego urmărește variola maimuței cu programul de monitorizare a apelor uzate COVID

_ Formarea galaxiei pitice observată folosind AstroSat din India

_ Racheta de propulsie chineză se întoarce necontrolată pe Pământ

_ Renunțând la vaping, adolescenții dependenți de nicotină aleg bomboane, gume

_ Ce parte dintr-o rocă spațială supraviețuiește până la pământ?

_ Fuziunea explozivă a stelelor de neutroni capturată pentru prima dată în lumină milimetrică

_ Astronomii descoperă 21 de noi candidați pitice albe cu masă extrem de mică

_ Biden spune că economia a avut „inflație la sută zero”, în ciuda faptului că a rămas aproape de maxime record în iulie

_ Vânzătorul de ton StarKist cere Curții Supreme să anuleze hotărârea în acțiunea colectivă

_ Nici urmă de halouri de materie întunecată

_ [Premiering at 4PM ET] Is College Worth it? | Counterculture

_ Remediu dietetic natural pentru insomnie

_ Super-Earth Ross 508b străbate zona locuibilă a piticii roșii

_ Creditorii Ucrainei acceptă îngheţarea pe doi ani a datoriei de 20 miliarde de dolari în străinătate

_ Preţurile de consum din SUA au rămas neschimbate în iulie, pe fondul scăderii costului benzinei


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7

Nr. de articole la aceasta sectiune: 406, afisate in 7 pagini.