ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΑΝ ΤΟ ΦΩΣ
Γερμανοί κβαντικοί φυσικοί δημιούργησαν μια εντελώς νέα πηγή φωτός, που μπορεί μελλοντικά να έχει ποικίλες εφαρμογές, όπως νέου τύπου λέιζερ που θα λειτουργούν όπως οι ακτίνες-Χ, καλύτερα φωτοβολταϊκά συστήματα, πιο ισχυρούς επεξεργαστές ηλεκτρονικών υπολογιστών και μικρότερου μεγέθους ηλεκτρονικές συσκευές.
Η νέα πηγή φωτός αποτελείται από σούπερ-φωτόνια, καθώς είναι ένα "συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν" από φωτόνια, κάτι που μέχρι πρόσφατα εθεωρείτο αδύνατο να υπάρξει. Για πρώτη φορά, το 1995 δημιουργήθηκε ένα τέτοιο συμπύκνωμα από άτομα αλλά όχι από φωτόνια, όταν κατέστη δυνατό άτομα ρουβιδίου να ψυχθούν κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273 βαθμοί Κελσίου) και να συγκεντρωθούν (συμπυκνωθούν) σε ένα περιορισμένο χώρο, οπότε άρχισαν να συμπεριφέρονται σαν ένα μοναδικό πελώριο "σούπερ-σωματίδιο" ή "συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν". Πρόκειται για μια κβαντική ουσιαστικά κατάσταση, όπου τα σωματίδια βρίσκονται στην χαμηλότερη δυνατή ενεργειακή κατάστασή τους και συμπεριφέρονται σαν μια ενιαία οντότητα.
Μέχρι τώρα ήταν αδύνατο να γίνει κάτι ανάλογο με τα σωματίδια του φωτός, τα φωτόνια, επειδή εξαφανίζονται όταν ψύχονται και αλληλεπιδρούν, καθώς απορροφώνται από τα άτομα των άλλων υλικών της πειραματικής συσκευής. Για πρώτη φορά όμως, οι γερμανοί επιστήμονες πέτυχαν να ψύξουν και ταυτόχρονα να συμπυκνώσουν τα φωτόνια, δημιουργώντας έτσι ένα σούπερ-φωτόνιο ή συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν από φως. Με άλλα λόγια, κατέστη δυνατό, για πρώτη φορά, μια "θάλασσα" φωτονίων να δράσει σαν ένα ενιαίο φωτόνιο, κάτι που θεωρητικά είχαν προτείνει από το 1925 ο Άλμπερτ Αϊνστάιν και ο ινδός φυσικός Σατιέντρα Ναθ Μπόζε.
Οι εφαρμογές της ανακάλυψης
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου της Βόννης, υπό τον καθηγητή Μάρτιν Βελτς, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό Nature, σύμφωνα με το New Scientist, το Physics World και το Nature, ανέφεραν ότι το φωτονικό συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν είναι μια τελείως νέα πηγή φωτός που έχει χαρακτηριστικά παρόμοια με το λέιζερ, έχοντας όμως το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι, αντίθετα με τα συμβατικά λέιζερ, μπορεί να παράγει φως σε πολύ βραχέα μήκη κύματος, στο πεδίο των ακτινών-Χ ή του υπεριώδους φωτός.
Αυτή η δυνατότητα αποτελεί "ευλογία" για τους σχεδιαστές τσιπ υπολογιστών, επειδή χρησιμοποιούν φως λέιζερ για να χαράξουν τα κυκλώματα πάνω στα υλικά των ημιαγωγών. Όμως η όλη διαδικασία συναντά περιορισμούς, μεταξύ άλλων, από το μήκος κύματος που λειτουργεί το λέιζερ. Η δημιουργία νέων λέιζερ ακτινών-Χ με παλμούς μικρότερου μήκους κύματος θα επιτρέψει την χάραξη πολύ πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων πάνω στην ίδια επιφάνεια πυριτίου, πράγμα που θα οδηγούσε σε μια νέα γενιά επεξεργαστών πολύ υψηλότερων επιδόσεων και άρα πιο ισχυρών υπολογιστών.
Η νέα ανακάλυψη θα μπορούσε επίσης να αξιοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές, όπως η φασματοσκόπηση και τα φωτοβολταϊκά, μειώνοντας το μέγεθος των ηλιακών κυψελών, καθώς θα μπορούν να συλλέγουν και να εστιάζουν καλύτερα το ηλιακό φως, ακόμα και σε συννεφιασμένες μέρες.news247
Η νέα πηγή φωτός αποτελείται από σούπερ-φωτόνια, καθώς είναι ένα "συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν" από φωτόνια, κάτι που μέχρι πρόσφατα εθεωρείτο αδύνατο να υπάρξει. Για πρώτη φορά, το 1995 δημιουργήθηκε ένα τέτοιο συμπύκνωμα από άτομα αλλά όχι από φωτόνια, όταν κατέστη δυνατό άτομα ρουβιδίου να ψυχθούν κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273 βαθμοί Κελσίου) και να συγκεντρωθούν (συμπυκνωθούν) σε ένα περιορισμένο χώρο, οπότε άρχισαν να συμπεριφέρονται σαν ένα μοναδικό πελώριο "σούπερ-σωματίδιο" ή "συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν". Πρόκειται για μια κβαντική ουσιαστικά κατάσταση, όπου τα σωματίδια βρίσκονται στην χαμηλότερη δυνατή ενεργειακή κατάστασή τους και συμπεριφέρονται σαν μια ενιαία οντότητα.
Μέχρι τώρα ήταν αδύνατο να γίνει κάτι ανάλογο με τα σωματίδια του φωτός, τα φωτόνια, επειδή εξαφανίζονται όταν ψύχονται και αλληλεπιδρούν, καθώς απορροφώνται από τα άτομα των άλλων υλικών της πειραματικής συσκευής. Για πρώτη φορά όμως, οι γερμανοί επιστήμονες πέτυχαν να ψύξουν και ταυτόχρονα να συμπυκνώσουν τα φωτόνια, δημιουργώντας έτσι ένα σούπερ-φωτόνιο ή συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν από φως. Με άλλα λόγια, κατέστη δυνατό, για πρώτη φορά, μια "θάλασσα" φωτονίων να δράσει σαν ένα ενιαίο φωτόνιο, κάτι που θεωρητικά είχαν προτείνει από το 1925 ο Άλμπερτ Αϊνστάιν και ο ινδός φυσικός Σατιέντρα Ναθ Μπόζε.
Οι εφαρμογές της ανακάλυψης
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου της Βόννης, υπό τον καθηγητή Μάρτιν Βελτς, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό Nature, σύμφωνα με το New Scientist, το Physics World και το Nature, ανέφεραν ότι το φωτονικό συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν είναι μια τελείως νέα πηγή φωτός που έχει χαρακτηριστικά παρόμοια με το λέιζερ, έχοντας όμως το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι, αντίθετα με τα συμβατικά λέιζερ, μπορεί να παράγει φως σε πολύ βραχέα μήκη κύματος, στο πεδίο των ακτινών-Χ ή του υπεριώδους φωτός.
Αυτή η δυνατότητα αποτελεί "ευλογία" για τους σχεδιαστές τσιπ υπολογιστών, επειδή χρησιμοποιούν φως λέιζερ για να χαράξουν τα κυκλώματα πάνω στα υλικά των ημιαγωγών. Όμως η όλη διαδικασία συναντά περιορισμούς, μεταξύ άλλων, από το μήκος κύματος που λειτουργεί το λέιζερ. Η δημιουργία νέων λέιζερ ακτινών-Χ με παλμούς μικρότερου μήκους κύματος θα επιτρέψει την χάραξη πολύ πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων πάνω στην ίδια επιφάνεια πυριτίου, πράγμα που θα οδηγούσε σε μια νέα γενιά επεξεργαστών πολύ υψηλότερων επιδόσεων και άρα πιο ισχυρών υπολογιστών.
Η νέα ανακάλυψη θα μπορούσε επίσης να αξιοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές, όπως η φασματοσκόπηση και τα φωτοβολταϊκά, μειώνοντας το μέγεθος των ηλιακών κυψελών, καθώς θα μπορούν να συλλέγουν και να εστιάζουν καλύτερα το ηλιακό φως, ακόμα και σε συννεφιασμένες μέρες.news247
Σχόλια
http://users.otenet.gr/~tzinis/skotino-fos.htm
Τι ΔΕΝ βλέπουμε, όταν βλέπουμε. Η σκοτεινή όψη του φωτός.
Η σκοτεινή όψη του φωτός. (βιλ.3 σελ.41)
Το σκοτεινότερο πράγμα στη φύση μετά από τον χώρο, είναι το φως και έπειτα η ύλη και η κίνηση. Ο χώρος είναι σκοτεινότερος διότι το φως εμπεριέχετε μέσα σε αυτόν.
Τι είναι φως. Φως είναι η διαταραχή του χώρου που προκαλεί η ταχύτητα περιστροφείς των ηλεκτρονίων των ατόμων, γύρο από τα άτομα. Για να μπορούμε να βλέπουμε τον κόσμο μέσα στον οποίο ζούμε πρέπει: Το κάθε αντικείμενο να εκπέμπει κυματική ακτινοβολία ανάλογης εντάσεως και συχνότητας είτε αυτόφωτο είναι είτε ετερόφωτο είναι αυτό με την ταχύτητα των 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Το κάθε τμήμα του πρέπει να εκπέμπει την ανάλογη ένταση και συχνότητα (χρώμα) προς όλες τις κατευθύνσεις. Και τελικός το κάθε κομματάκι του και κάθε άτομο μεμονωμένα πρέπει να εκπέμπει κυματική ακτινοβολία χωρίς να συγχέετε με το διπλανό του. Και το πόσο λεπτομερέστερα βλέπομε ένα αντικείμενο, εξαρτάτε από την διαχωριστικότητα των ματιών μας ή των μικροσκοπίων.
Ας υποθέσουμε πως μέσα στο δωμάτιο μας διαβάζουμε εφημερίδα, το φως της ημέρας έρχεται μέσα στο δωμάτιο από το παράθυρο και από την αντανάκλαση της απέναντι πολυκατοικίας που την φωτίζει ο ήλιος. Όταν βλέπουμε έξω από το παράθυρο, βλέπουμε την πολυκατοικία τα μπαλόνια τα παράθυρα τα κάγκελα τους τοίχους τους ξανθωπούς και γενικός όλα τα αντικείμενα, το κάθε ένα από αυτά εκπέμπει την δική του ακτινοβολία ένταση χρώμα λεπτομέρεια διεύθυνση κλπ. Και όταν διαβάζουμε την εφημερίδα το ανακλώμενο φως πέφτοντας στην εφημερίδα χάνει όλες τις πληροφορίες που είχε και επανεκπέμπετε με τις νέα πληροφορίες της εφημερίδας, δηλαδή βλέπουμε τα γράμματα το χαρτί τις φωτογραφίες κλπ. και δεν βλέπουμε μέσα στην εφημερίδα την απέναντι πολυκατοικία όπως θα την βλέπαμε αν η εφημερίδα ήταν ένας καθρέφτης.
Η μια σελίδα της εφημερίδας μπορεί να χωρέσει ως 50.000 γράμματα (στοιχεία), δηλαδή το κάθε γράμμα γίνεται ένας πομπός κυματικής ακτινοβολίας, επομένως 50 χιλ. πομποί εκπέμπουν ταυτόχρονα και προς όλες τις κατευθύνσεις την αυτήν ή παραπλήσια συχνότητα, υποθέστε ότι τα γράμματα είναι άσπρα ή χρωματιστά κλπ. Από όποια γωνία και αν κοιτάξουμε την σελίδα βλέπουμε όλα τα γράμματα. Το κάθε γράμμα είναι σύνθετο δεν είναι δηλαδή ένα σημείο ένα άτομο, αλλά αποτελείτε από εκατομμύρια άτομα που το καθένα εκπέμπει και την δική του ακτινοβολία.
Φαντασθείτε σε ένα τετραγωνικό εκατοστό του χώρου να υπάρχουν τρισεκατομμύρια πληροφορίες με διαφορετικές κατευθύνσεις ή μια δέσμη φωτός εξερχόμενη από έναν συγκλίνων φακό στο σημείο της εστιακής αποστάσεως ο χώρος αποκτά τρομερές ιδιότητες αδιανόητες, και ώμος είναι αναντίρρητο γεγονός και πραγματικότητα. Εκτός όμως από τις ορατές ακτινοβολίες υπάρχουν και οι αόρατες: Υπέρυθρες υπεριώδες ραδιοκύματα TV κινητά ραδιοπομποί, ο χείμαρρος του φωτός του ήλιου η βαρύτητα κλπ. κλπ.
Όλα αυτά περνώντας πχ. από ένα τετραγωνικό εκατοστό ΧΩΡΟΥ προς όλες τις κατευθύνσεις χωρίς να μπερδεύονται, να συγχέονται, χωρίς να αλλοιώνονται τα δισεκατομμύρια των πληροφοριών.
Όταν κοιτάζουμε ένα άστρο μόλις που διακρίνετε, τότε δεν βλέπουμε όλο το άστρο αυτούσιο αλλά την συνισταμένη από ένα πολύ μικρό μέρος της ακτινοβολίας όλων των ατόμων που αποτελούν το άστρο, αν είχαμε ένα τηλεσκόπιο πολύ μεγάλης διαχωριστικότητας (μικροσκοπικής) τότε θα βλέπαμε και ένα μεμονωμένα άτομο στην ίδια αστρική απόσταση, δηλαδή αν το άστρο κοπεί στα δύο θα το βλέπουμε με την μισή φωτεινότητα, αν σε 1.000.000 κομμάτια εμείς δεν θα βλέπουμε τίποτα, γιατί όμως; Διότι τα μέσα που διαθέτουμε δεν διεγείρονται με μικρότερη ένταση. Αν ξαναενώνουμε σιγά τα κυμάτια τότε θα αρχίσουμε να το ξαναβλέπουμε, άρα το άστρο δεν έπαψε να υπάρχει απλός εμείς δεν το βλέπαμε, γιατί η ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ του φωτός που ερχόταν από μίας μικρή ποσότητα ύλης ήταν ανεπαρκής για να διεγείρει τα αισθητήρια όργανα μας.