Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
В Италии мать забыла девочку в машинеВ Италии мать забыла девочку в машине
Google теряет рекламодателей из-за экстремистского видеоGoogle теряет рекламодателей из-за экстремистского видео
Катар продолжает импортировать газ своим соседямКатар продолжает импортировать газ своим соседям
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
В Астане проходит саммит ШОСВ Астане проходит саммит ШОС
Катар продолжает импортировать газ своим соседямКатар продолжает импортировать газ своим соседям
В Марокко были найдены самые старые останки Homo sapiensВ Марокко были найдены самые старые останки Homo sapiens
Шельфовый ледник в Антарктиде трещит по швамШельфовый ледник в Антарктиде трещит по швам
Apple представила новые умные колонки HomePodApple представила новые умные колонки HomePod
В Италии мать забыла девочку в машинеВ Италии мать забыла девочку в машине
В Индии вспыхнули беспорядки из-за убийства фермеровВ Индии вспыхнули беспорядки из-за убийства фермеров
Google теряет рекламодателей из-за экстремистского видеоGoogle теряет рекламодателей из-за экстремистского видео
Дружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройстваДружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройства
Ариана Гранде и другие звезды выступили в МанчестереАриана Гранде и другие звезды выступили в Манчестере
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 16 июля 18:18: ЧП в московском метро: погибло 19 человекЧП в московском метро: погибло 19 человек

Новость: 12 августа 13:59: Театр МДМ будет ставить "Призрака Оперы"Театр МДМ будет ставить "Призрака Оперы"


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
27 ноября, 18:53

Ученые ищут применение силе светового давления

Новости науки и техники: Ученые ищут применение силе светового давления
То, что световое давление существует, впервые предположил Иоганн Кеплер в ХVII веке, наблюдая закрученные хвосты космических комет.

Несмотря на огромное количество энергии, обрушивающейся на землю в виде солнечных лучей, ученые до сих пор не могли напрямую использовать её в механических системах. Теперь такая возможность появилась на стыке нанофотоники и наномеханики.

Преобразование энергии световых волн в механическую - давняя мечта многих ученых и писателей-фантастов. Еще в позапрошлом веке наличие силы светового давления было предсказано теоретически, а в семидесятых годах века прошлого, с развитием техники эксперимента, было впервые показано, как световые волны, отражаясь от поверхности, придают ей небольшой механический импульс.

Эти открытия в свое время вызвали немалый ажиотаж и в научной и в популярной прессе, наперебой обсуждавших возможность создания космических кораблей, в качестве единственного топлива использующих солнечный свет. Для этого им необходим был соответствующий солнечный парус - огромная по площади и ничтожная по массе отражающая поверхность.

Однако годы расчетов, экспериментов и моделирования показали - далеко такой солнечный корабль не улетит - уж слишком мала сила светового давления.

Сегодня надежды на прямое использование света для работы механических устройств вновь обрели под собой почву. В свежем выпуске журнала Nature группа Хуна Тана, профессора Йельского университета, опубликовала статью, в которой показала, каким образом можно осуществить преобразование так называемых градиентных оптических сил в энергию механических колебаний.

Силы оптического градиента - обратная сторона корпускулярно-волновой двойственности электромагнитных волн. С одной стороны, волны видимого света проявляют свойства частиц, ударяясь и отталкиваясь от отражающих поверхностей, преграждающих путь их прямолинейному движению. Но когда размер отражающей поверхности становится меньше длины оптической волны, свойства принципиально меняются. В этом случае волна возбуждает на поверхности электрический диполь, который может взаимодействовать с электромагнитным полем. Взаимодействие это между волной и наведенным диполем тем сильнее, чем интенсивнее волна, то есть чем ярче свет.

На этом принципе основано действие так называемого оптического или лазерного пинцета, позволяющего манипулировать наноразмерными объектами. Создавая в лазерном луче градиент интенсивности излучения, нарастающий от краев луча, к его центру, можно затянуть наночастицу в этот самый центр, а затем аккуратно переметить с места на место.

Но заставить такие градиентные силы работать в каком-либо механическом устройстве до сих пор никому не удавалось.

Тан для этих целей разработал наномеханическое устройство весьма интересной геометрии, размещенное на стандартной пластине из кремния. Устройство сочетает в себе оптический волновод и механический резонатор. Волновод-резонатор помещен в более крупный оптический волновод, вытравленный в виде канавки в кремниевой пластине.

Часть этого волновода подвешена в воздухе на двух опорах специальной геометрии, так же вытравленных внутри канавки. Эта подвешенная часть имеет собственную резонансную частоту колебаний в десять мегагерц. Однако одного резонатора для работы устройства мало. Дело в том, что электромагнитное излучение, распространяющееся вдоль волновода, частично выходит за его границы, теряя при этом интенсивность. Потому диэлектрическую подложку диоксида кремния, с которой это "градиентное" излучение может взаимодействовать, необходимо было разместить не дальше, чем на триста нанометров от резонатора.

Соорудив такое хитрое наноразмерное приспособление с помощью стандартных методик микроэлектронной индустрии, ученые в итоге

запустили по канавкам-волноводам световой поток полупроводникового лазера, "мигание" которого, а точнее частота изменения градиента интенсивности, совпадала с частотой резонанса волновода.

Тану оставалось только доказать, что колебания резонатора, возникающие в фотонном наномеханическом контуре - следствие и результат работы градиентных оптических сил а не, например, тепловые деформации. Разделить вклад тепловых воздействий и оптических сил удалось, подняв частоту работы механического устройства, так как распространение тепловых колебаний происходит гораздо медленнее. Например, при работе контура на гигагерцовой частоте тепловые эффекты вообще себя никак проявлять не должны.

Работа американских ученых открывает целую область знаний на стыке и без того очень перспективных областей нанофотоники и наномеханики. В будущем наномеханические устройства можно будет заставлять работать под действием электромагнитных волн самого широкого спектра, вплоть до микроволнового. При этом все преобразование энергии будет осуществляться на одном микрочипе без привлечения внешних сил, использующихся, например, в магнитомеханических устройствах.

Этими устройствами могут быть аналогичные микроосцилляторы, фотонные смешивающие устройства и узкополосные радиочастотные фильтры. Сейчас же наиболее важной задачей является возбуждение высокочастотных колебаний подобных оптомеханических устройств, которые требуют большей мощности светового излучения. Мощность устройства, продемонстрированного Таном, составляет десятки мВт. Существенно повысить её поможет уменьшение размеров волноводов и расстояния между проводником и диэлектриков. Тогда заставить контур колебаться можно будет и без модуляции интенсивности оптического излучения. Для этого подойдет обычный солнечный свет.

Алексей Петров
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.gazeta.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
Ученые выявили взаимосвязь между диетой, старением и биоритмами

11 августа 17:15
Земле угрожают огромное количество комет

26 июля 16:50
Огромный ледник в Антарктиде раскололся изнутри

6 июля 16:54
Запуск новой ракеты-носителя в Китае закончился неудачно

3 июля 13:35
Япония планирует доставить человека на луну в 2030 году

29 июня 14:42
SpaceX провела два успешных запуска за выходные

26 июня 12:30
В парижском пригороде Ле Бурже открылся аэрокосмический салон

20 июня 16:58
Шельфовый ледник в Антарктиде трещит по швам

2 июня 11:42
Microsoft впервые показала крупнейший самолёт-носитель

1 июня 09:41
Российские ученые создали новый эталон килограмма

27 апреля 16:52
Cassini прошел сквозь кольца Сатурна

27 апреля 10:52
Астероид 2014 JO25 прошел на минимальном расстоянии от Земли

20 апреля 16:49
В Египте обнаружены 8 мумий

19 апреля 12:47
Гидротермальные жерла на Энцеладе могут хранить в себе жизнь

18 апреля 10:46
SpaceX запустила ракетоноситель

31 марта 13:36
В Петрозаводске возобновились испытания новейшего экраноплана

27 марта 15:36
На автомобиль установили первую систему "ЭРА-ГЛОНАСС"

23 марта 15:42
Тайна гибели первой советской подлодки "Декабрист" будет раскрыта

22 марта 16:53
К испытанию готовится самолет дальнего управления А-100 "Премьер"

17 марта 14:38
SpaceX отправит на Луну двух туристов

28 февраля 14:05
"Прогресс" успешно стартовал с космодрома Байконур

22 февраля 14:21
На МКС отправлен космический корабль "Дракон"

20 февраля 13:37
50-летие отмечает подземная Баксанская обсерватория

8 февраля 16:57
В Мордовии ученые научились выращивать искусственные кристаллы карбида кремния

7 февраля 16:48
Телескоп Хаббл запечатлел смерть звезды

7 февраля 12:31
Астрономы нашли причины загадочно быстрого движения Галактики

1 февраля 10:51
Астероид BH30 прошел на жутко близком расстоянии от Земли

31 января 13:23
Ученые обнаружили 40 неизвестных науке астероидов

26 января 16:20
На дорогах России в скором времени появятся беспилотные грузовики

23 января 11:30
НАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с Землей

15 декабря 13:35
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 936
 Главная новость дня Главная новость дня 
Трамп решил увеличить состав войск в Афганистане Трамп решил увеличить состав войск в Афганистане
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Малахова хотят убрать с Первого канала
Юлия Началова страдает от прогрессирующей подагры (фото)
Маршрут построен захватит зрителей страшным сюжетом
Маршрут построен захватит зрителей страшным сюжетом
Кристен Стюарт встречается с женщиной
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ