Chất cách điện tôpô là cơ sở của laser. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Chất cách điện tôpô - cơ sở của laser

15.02.2018

Các nhà nghiên cứu từ Israel và Hoa Kỳ đã tìm ra khái niệm về tia laser, bao gồm các chất tương tự của chất cách điện tôpô. Các vật liệu này chỉ dẫn các electron theo một hướng, giúp cho quá trình truyền qua chúng có khả năng chống nhiễu. Đối với laser, người ta đề xuất sử dụng các cấu trúc tương tự để dẫn các photon. Các tính toán cho thấy hiệu suất năng lượng của laser có chất cách điện tôpô sẽ cao hơn nhiều lần so với laser dựa trên nguyên lý "cũ".

Bề mặt của chất cách điện tôpô là một lớp rất mỏng của vật liệu dẫn điện cao, và lõi của chúng được làm bằng chất điện môi. Chúng là hai chiều và ba chiều. Đối với mô hình laser được đề xuất bởi các tác giả của các bài báo đang thảo luận, các chất cách điện hai chiều được sử dụng, mỗi chất cách điện bao gồm một mạng lưới các vòng xen kẽ. Chỉ có các vòng ngoài là dẫn điện. Nếu một hoặc nhiều vòng này bị hỏng, dòng chảy của các hạt theo hướng mong muốn sẽ không dừng lại và hiện tượng giao thoa sẽ không xuất hiện. Nhờ đó, có thể tránh được tổn thất năng lượng bổ sung khi dẫn chùm tia. Và điều này có nghĩa là cần ít năng lượng hơn để cung cấp chùm tia có cùng công suất cho một tia laser dựa trên chất cách điện tôpô.

Một đặc điểm khác của laser sử dụng nguyên lý của chất cách điện tôpô là chúng không cần trường điện từ để hoạt động. Điều này loại bỏ một số hạn chế đối với việc sử dụng các thiết bị đó. Và các thí nghiệm với nguyên mẫu của một loại laser mới đã xác nhận các giả thiết lý thuyết. Năng lượng được bơm vào hàng vòng ngoài của chất cách điện tôpô truyền theo một chiều dưới dạng các photon xung quanh toàn bộ chu vi của chất cách điện này và thoát ra từ một điểm khác dưới dạng chùm sáng.

Các laser được mô tả có thể được sử dụng trong quang học, cũng như các mạng lượng tử. Ngoài ra, với sự giúp đỡ của họ, rất có thể sẽ có thể tạo ra các thiết bị điện tử nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

<< Quay lại: Đã tạo ra một dạng ánh sáng mới 15.02.2018

>> Chuyển tiếp: Pin không coban 14.02.2018

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Một nhóm tàu thám hiểm không gian nhỏ bé 25.09.2023

Ước mơ du hành giữa các vì sao, vốn đã sống trong lòng nhiều thế hệ, cho đến nay vẫn còn khó nắm bắt do có nhiều trở ngại kỹ thuật. Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học quốc tế tin rằng có cách giải quyết những trở ngại này. Ý tưởng của họ là sử dụng tia laser cực mạnh để gửi hàng nghìn đầu dò vi mô, mỗi chiếc chỉ nặng vài gam, tới Proxima Centauri. Những tàu thăm dò này tạo thành một thấu kính khổng lồ có đường kính 100 nghìn km và duy trì liên lạc quang học trong suốt hành trình của chúng. Tuy nhiên, ý tưởng đầy tham vọng này sẽ cần khoản đầu tư 100 tỷ USD và 100 gigawatt điện để vận hành một tia laser mạnh mẽ.

Hiện tại, trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, có hai dự án chính nhằm tạo ra tàu vũ trụ có khả năng đạt tốc độ tương đối và tiếp cận các ngôi sao gần đó trong vòng vài thập kỷ. Một trong số đó là dự án Breakthrough Starshot (hành trình đến Alpha Centauri), và dự án thứ hai là Dự án Lyra, mục đích của nó là ngăn chặn và nghiên cứu vật thể bí ẩn 'Oumuamua. Ngoài các nhiệm vụ chính, các dự án này còn bao gồm việc tạo ra mạng lưới liên lạc giữa các vì sao.

Một nhóm các nhà khoa học làm việc thuộc Sáng kiến Nghiên cứu giữa các vì sao đã tiến hành nghiên cứu ý tưởng chế tạo một đàn tàu vũ trụ chỉ nặng vài gam và hướng dẫn chúng hướng tới Proxima Centauri bằng cách sử dụng các chùm tia laser cực mạnh, duy trì liên lạc quang học với Trái đất. Trong nhiều năm, nhóm nghiên cứu đã nỗ lực nghiên cứu những cách tốt nhất để nghiên cứu các ngôi sao gần đó bằng cách sử dụng một đội gồm hàng nghìn tàu thăm dò nhỏ trở lên, Universe Today đưa tin.

Trong tương lai gần, có những giới hạn, chẳng hạn như công suất laser khoảng 100 GW và chi phí khoảng 100 tỷ USD, đặt ra giới hạn trên cho khối lượng tàu vũ trụ có thể được gửi đến ngôi sao gần nhất trong thời gian hợp lý, tức là , trong vòng hàng chục chứ không phải hàng trăm năm. Điều này có nghĩa là khối lượng của tàu vũ trụ bị giới hạn chỉ vài gam. Tuy nhiên, nếu các nhà khoa học có thể phát triển các phương pháp phóng tàu, thì sẽ có thể gửi cả một đàn.

Có rất nhiều câu hỏi xung quanh ý tưởng này. Ví dụ, làm thế nào để bảo vệ tàu khỏi bụi giữa các vì sao và làm thế nào để hỗ trợ liên lạc băng thông rộng ở tốc độ tương đối tính? Một giải pháp khả thi là kiến trúc bầy đàn. Có thể khó phát hiện một tàu vũ trụ trong không gian giữa các vì sao, nhưng khi chúng ta nói về hàng trăm hoặc hàng nghìn phương tiện tạo nên một hệ thống duy nhất thì tình hình sẽ thay đổi.

Người ta đề xuất phóng hàng trăm tàu thăm dò theo từng giai đoạn trong suốt một năm cho đến khi con số lên tới một nghìn. Việc liên lạc sẽ được hỗ trợ bởi tia laser 100 GW được đồng bộ hóa với đồng hồ của tàu thăm dò. Việc hình thành các tàu thăm dò sẽ được đảm bảo bằng cách điều chỉnh tốc độ phóng của thiết bị đầu tiên và thiết bị cuối cùng. Và mặc dù một số trong số họ có thể thất bại, nhưng hầu hết trong số họ vẫn có thể đạt được mục tiêu.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web