Сверхбыстрый источник света из искусственного атома

28.04.2016

Ученые из Института Нильса Бора (Копенгаген) разработали новый сверхбыстрый источник света. В его основе - искусственный атом, а также квантовые технологии. Исследователи работали с квантовыми точками, которые являются разновидностью искусственного атома. На их основе, к слову, предполагается строить чипы для квантовых компьютеров.

Традиционные источники света работают за счет собранной энергии: к примеру, они собирают электрическую энергию и преобразуют ее в световую. Но при этом значительная часть энергии теряется за счет выделения тепла. Сверхбыстрые источники света - это лазеры, светодиоды, а также устройства на базе света отдельных фотонов, созданные при помощи квантовых технологий. Идея последнего была озвучена в 1954 году, однако реализовать ее смогли лишь сегодня.

В квантовой точке электрон может быть возбужден, к примеру, за счет воздействия на него света или лазера. В этом случае электрон покидает свое место и оставляет дыру. Чем сильнее связь между светом и материей, тем быстрее электрон возвращается обратно в отверстие и тем быстрее излучается свет. В природе, однако, связь между светом и материей слабая, поэтому первые источники света, которые пытались создать по этой технологии, оказывались слишком медленными. Физик Роберт Дике в 1954 году предсказал, что усилить связь можно за счет увеличения количества искусственных атомов, которые "делят" существующее состояние в квантовой суперпозиции.

Продемонстрировать это не получалось, так как ученые не могли расположить атомы настолько близко друг к другу, чтобы возникал квантовый эффект, и в то же время сделать так, чтобы они не сталкивались. Исследователи из Института Нильса Бора предложили другой способ - они представили сверхизлучение на основе фотонов, которые испускаются из одной квантовой точки.

Авторы идеи отмечают, что в их эксперименте одна квантовая точка ведет себя как пять, а значит, генерация света происходит в пять раз быстрее. Кроме того, такое решение делает квантовые точки более стабильными и устойчивыми - к примеру, к акустическим волнам.

Пока эксперименты происходят при температуре, которая всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. В будущем ученые намерены решить эту проблему, но они также попытаются снизить температуру, чтобы установить, как квантовые точки будут вести себя в таких условиях.

<< Назад: Секрет языка хамелеона 29.04.2016

>> Вперед: Музыка настраивает детский мозг на речь 28.04.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Ледяное топливо для термоядерного реактора 17.03.2020 Бомбардировка гранулами замороженного водорода оказалась эффективнее впрыска газообразного дейтерия и трития для работы термоядерного реактора, сообщили ученые-физики Принстонского университета. Ученые провели исследования на экспериментальной термоядерной установке токомаке DIII-D. Для бомбардировки замороженными гранулами водорода физики соорудили специальную "ледяную пушку", выстреливавшую ими прямо в плазму. Традиционный способ подачи топлива в виде дейтерия и трития в газообразном состоянии снижал температуру и плотность плазмы. Тогда как ледяное топливо не вызывало такого негативного эффекта. Физики полагают, что при введении газообразных порций топлива их потоку мешает специфический обратный выхлоп из слоя плазмы, окружающего зону, где непосредственно протекают термоядерные реакции. При выстреливании замороженных гранул топливо доставлялось в нужную зону без ответной реакции плазмы. В выводах исследования ученые предположили, что замороженная вода в перспективе станет наиболее удобным и эффективным топливом для термоядерных реакторов будущего.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025