Вода - источник терагерцового излучения

25.09.2017

Известно, что вода интенсивно поглощает электромагнитные волны терагерцового диапазона, из-за чего долгое время считалось маловероятным, что жидкая вода может выступать в качестве источника терагерцовых волн. Однако, международная группа ученых продемонстрировала, что тонкий слой воды, толщиной не более 200 микрометров, облученный сверхкороткими импульсами лазерного света, способен излучать терагерцовое электромагнитное излучение. И, такой источник терагерцовых волн можно будет использовать в будущем в технологиях беспроводной связи, промышленного контроля качества и съемки с большой разрешающей способностью и возможностью проникновения вглубь снимаемого объекта.

В своих экспериментах ученые сфокусировали свет фемтосекундного лазера, лазера, длительность импульса которого исчисляется фемтосекундами (10^-12 секунды) на поверхности тонкого слоя воды. Энергия этого импульса приводит к созданию облака плазмы, состоящей из ионов и свободных электронов, в точке фокусировки луча. Некоторая часть энергии лазерного импульса расходуется на дополнительное возбуждение ионов и электронов, которые начинают испускать волны в терагерцовом диапазоне.

Дальнейшие исследования показали, что терагерцовое излучение, полученное при помощи воды, обладает некоторыми особенностями по отношению к излучению, полученному при помощи других методов. В случае с водой увеличение длительности лазерного импульса, приводит к увеличению количества и энергии терагерцовых волн, в то время, как другие методы требуют уменьшения длительности и увеличения энергии импульса для получения такого же эффекта. Во-вторых, энергия и количество терагерцового излучения зависит от поляризации света и угла падения луча лазерного света на поверхность водяной пленки.

Полученные учеными результаты пока еще не могут быть объяснены с точки зрения известных ученым физических законов и механизмов, вовлеченных в процессы формирования терагерцового излучения. Поэтому пока еще очень рано говорить о возможности какого-либо практического применения воды в качестве источника излучения. Ученые надеются, что дальнейшие исследования взаимодействий лазерного света и воды приведет пониманию происходящих процессов, на базе которых можно будет разрабатывать новые терагерцовые технологии.

<< Назад: Процессоры Intel Core восьмого поколения 26.09.2017

>> Вперед: Вымирание вида зависит от размера животных 25.09.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Смарт-часы Garmin Instinct 3 17.01.2025

Компания Garmin представила свои новые смарт-часы Instinct 3, которые являются последним поколением популярных часов для активного отдыха. Модель сочетает в себе высокую технологичность, улучшенную автономность и стильный дизайн, что делает ее идеальным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Garmin Instinct 3 предлагает улучшенные функции и отличную автономность, делая эти смарт-часы идеальными для любителей активного отдыха и экстремальных видов спорта. Это устройство сочетает в себе высокую прочность, функциональность и стиль, что делает его ценным аксессуаром для всех, кто хочет контролировать свое здоровье и оставаться на связи в любых условиях. Одной из главных особенностей Instinct 3 является наличие AMOLED-дисплея (или солнечного дисплея), который значительно улучшает визуальное восприятие и удобство использования устройства. Также новая версия получила металлическую рамку и встроенный фонарик, что добавляет дополнительную функциональность и делает часы более уни ...>>

Носить младенца удобнее слева 16.01.2025

Материнский инстинкт - удивительное явление, которое на протяжении тысячелетий помогает мамам заботиться о младенцах. Несмотря на развитие технологий и изменения образа жизни, многие аспекты ухода за детьми остаются неизменными. Одним из таких интуитивных действий является привычка держать ребенка на левой стороне тела. Как выяснили ученые, эта привычка связана не с доминирующей рукой, как предполагалось ранее, а с более глубокой биологической и эмоциональной причиной. Ношение ребенка на левой стороне обеспечивает ему большую безопасность и помогает установить тесную эмоциональную связь между матерью и младенцем. Правая половина мозга, управляющая левой стороной тела, отвечает за обработку эмоций и социальные сигналы. Когда ребенок находится с левой стороны, правое полушарие матери активнее реагирует на его мимику, плач и другие сигналы. Это позволяет маме быстрее распознавать и понимать эмоциональные состояния малыша, такие как страх, дискомфорт или радость. Такая связь особенно ...>>

Случайная новость из Архива Электрическая стимуляция мозга повысит силу воли 21.12.2013 Неврологи из Университета Техаса и Калифорнийского университета в Сан-Диего успешно продемонстрировали уникальную методику усиления одной из важнейших форм самоконтроля. Новая методика заключается в электрической стимуляции мозга и в будущем сможет помочь множеству людей с различными зависимостями, обсессивно-компульсивным расстройством, синдромом дефицита внимания, гиперактивностью, синдромом Туретта и многими другими тяжелыми нарушениями деятельности механизма саморегуляции. Натан Тандон и его коллеги с помощью имплантируемых в мозг электродов смогли контролировать силу воли пациента "В мозге существует схема ингибирования (торможения) ответов на какие-либо раздражители, - рассказывает ведущий автор исследования доктор медицинских наук Натан Тандон (Nitin Tandon). - Мы смогли усилить действие этой тормозной системы с помощью стимуляции мозга". Что это означает на простом, "житейском", уровне? Приведем простой пример: когда мы едим вкусную булочку, мы испытываем удовольствие. Однако, в определенный момент мы понимаем, что наелись или задумываемся о том, как тяжело будет "согнать" последствия этой булочки в спортзале. В этот момент активизируется определенный участок префронтальной коры головного мозга, и начинается торможение: в результате, пересиливая собственное желание, мы отказываемся от следующей булочки. К сожалению, не всегда механизм торможения срабатывает как надо: невероятно аппетитная еда с десятком вкусовых добавок, сигарета, бокал вина, обидные слова, рвущиеся с губ, жажда мести и неконтролируемая агрессия - все это результат нехватки самоконтроля. К сожалению, до сих пор нет надежных методов управления механизмом самоконтроля - его работа зависит от множества факторов, а в случае заболевания, восстановление работоспособности механизма является очень сложной задачей. Однако, возможно, ученые нашли способ решить эту проблему. Они провели уникальный эксперимент по прямой электростимуляции префронтальной коры. Для этого была записана электрическая активность мозга добровольцев в процессе торможения, чтобы определить конкретные регионы мозга, отвечающие за этот процесс. Затем, данные участки мозга стимулировались электрическими импульсами, в результате чего наблюдалось искусственно созданное торможение, повышающее самоконтроль в "спорных" ситуациях. К сожалению, у методики пока есть существенный недостаток: она требует прямой электрической стимуляции, то есть электроды надо поместить непосредственно в мозг пациента. Пока ученые решаются это делать только в отношении пациентов с тяжелой формой эпилепсии, которые и принимали участие в эксперименте. Тем не менее, теперь очевидно, что стимуляция префронтальной коры имеет большие перспективы, а значит исследования в данном направлении будут продолжены. Не исключено, что удастся добиться повышения уровня самоконтроля с помощью неинвазивной транскраниальной стимуляции, которая работает сквозь кости черепа и не требует хирургического вмешательства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025