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 
Красноярский край охвачен огнемКрасноярский край охвачен огнем
"Манчестер Юнайтед" выиграл Лигу Европы"Манчестер Юнайтед" выиграл Лигу Европы
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
На побережье Сицилии проходит саммит G-7На побережье Сицилии проходит саммит G-7
В Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщинВ Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщин
В Москве открывают новый храмВ Москве открывают новый храм
Российские ученые создали новый эталон килограммаРоссийские ученые создали новый эталон килограмма
Мир подвергся массовым кибератакамМир подвергся массовым кибератакам
Красноярский край охвачен огнемКрасноярский край охвачен огнем
Дутерте планирует объявить военное положение "по всей стране"Дутерте планирует объявить военное положение "по всей стране"
В Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщинВ Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщин
Дружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройстваДружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройства
Бывшая модель Дани Мазерс получила тюремный срокБывшая модель Дани Мазерс получила тюремный срок
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: 21 июля 08:55: John MartinJohn Martin


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



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
10 апреля, 15:49

Ученые научились стрелять лазером по кривой

Новости науки и техники: Ученые научились стрелять лазером по кривой
Физики научились стрелять лазерными пулями за угол и загибать шнуры плазмы, которые вытягиваются за светом.

Открытие может пригодиться для управления погодой и в борьбе с терроризмом, хотя авторам работы оно нужно в первую очередь для исследования самих плазменных филаментов.

В конце 2007 года двум физикам из Университета Центральной Флориды удалось, казалось бы, невозможное - заставить луч света двигаться по кривой в совершенно однородном пространстве. Деметрий Христодулидес и Аристид Догариу на практике реализовали так называемый пучок Эйри, бывший прежде лишь теоретическим курьёзом.

Получилось что-то вроде фонаря, которым можно светить за угол. Или пушки, положенной на бок. Если верить известному анекдоту, из неё за угол можно выстрелить. Такое сравнение даже точнее, поскольку пучок Эйри, как и летящий снаряд, выписывает в воздухе параболу (только вершина параболы у света не в середине траектории, а в начале).

Учёные из Флориды с самого начала предсказывали, что такое необычное поведение светового пучка может пригодиться в самых разных областях науки. И действительно, не прошло и года, как шотландский профессор Кишан Дхолакия и его коллеги создали "световую метлу", успешно выметавшую с вверенного ей участка жидкости весь микроскопический мусор. В эксперименте в качестве мусора выступали крохотные стеклянные шарики, но уже тогда учёные обещали, что скоро примутся за перемещение клеток и сортировку мелких частиц. Наверняка за полгода им чего-нибудь да удалось достигнуть.

Применения пучков Эйри в "народном хозяйстве" мы пока не дождались. Но они стали гораздо ближе к реализации благодаря работе физиков из Университета американского штата Аризона, опубликованной в последнем номере Science.

Учёные под руководством Павла Полынкина создали "световые пули", летящие по загнутым траекториям, и искривлённые "плазменные шнуры". Последним прочат большое будущее в дистанционных исследованиях атмосферы, управлении погодными явлениями и даже борьбе с терроризмом.

Стоит сразу оговориться, впрочем, что пока никто не собирается стрелять плазмой в спрятавшегося за углом террориста. Вряд ли получится и поливать врагов пулями, летящими по кривой, в духе бекмамбетовского фильма "Особо опасен". Добиться существенного в макроскопических масштабах отклонения от прямой линии проблематично: к тому моменту, как пучок начинает сильно отклоняться в сторону, его интенсивность уже заметно падает.

Характерное смещение "световой пули" может быть лишь немногим больше ширины пучка, в пределах которого фазу световой волны можно контролировать с оптической точностью. На современном уровне развития технологий речь идёт максимум о нескольких метрах, а в установке авторов статьи в Science плазменный шнур изгибался не больше, чем на сантиметр - при длине чуть меньше метра. За угол не за угол, но небольшое препятствие обогнёт

По словам Полынкина, для него и его коллег искривление филаментов - лишь новый метод изучения самих плазменных образований, которыми выпускник московского Физтеха занимается в США уже более 10 лет. В распоряжении учёного есть мощный лазер, способный по 10 раз в секунду выстреливать световые импульсы продолжительностью в ничтожные 35 фемтосекунд (примерно 1/30-триллионная секунды). Если бы можно было остановить время, эти "световые пули" были бы похожи на "стопку блинов" шириной в 1,5 см и толщиной всего 10 микрон, следующих друг за другом на расстоянии в 30 тысяч километров.

В каждый импульс при этом вкладывается вполне макроскопическая энергия в 35 миллиджоулей, так что мгновенная мощность лазера оказывается равной чудовищному значению в 1 тераватт. Несколько десятков таких лазеров с лёгкостью "съели" бы всю электроэнергию, генерируемую в мире, если бы работали не в импульсном, а в постоянном режиме (средняя световая энергия лазера, впрочем, куда меньше - порядка 1 Вт). Ну а плотности световой энергии в "блине" вполне хватает, чтобы превратить воздух, в котором он движется, в плазму, вытягивающуюся вдоль траектории пучка. Это и есть плазменный филамент.

Исследовать поведение плазмы здесь очень сложно, поскольку непосредственно в филамент никакой прибор не поставишь - слишком неподходящий в нём условия работы для электронной техники. Достаточно много информации можно получить, анализируя вторичное излучение, которое плазма высвечивает в узком конусе, охватывающем лазерный луч наподобие воротника. Однако эти конусы от разных участков длинного плазменного филамента спутываются на разных длинах волн, и разобрать, какой свет пришёл от начала шнура, а какой - от конца, практические невозможно.

И вот здесь может очень помочь искривление шнура - каждый участок филамента будет высвечивать свой конус, которые превосходно разделяются на экране. Как признался Павел Полынкин в разговоре с "Газетой.Ru", он почти случайно натолкнулся на работу Христодулидеса, услышав его доклад на одной из конференций. До этого учёные экспериментировали с прямыми пучками Бесселя, которые тоже почти не расходятся при движении, а потому позволяют генерировать очень длинные плазменные шнуры. Взяв в команду учёных из Флориды, Полынкин и его коллеги смогли согнуть филаменты.

Учёные пропустили пучок лазера через специальную пластинку, придающую изначально плоской электромагнитной волне фазовый профиль кубической параболы. Дальше на пути света учёные поставили обычную линзу, и в её фокальной плоскости лазерный "блин" превратился в пучок Эйри. Внешне он напоминает "птичку" с распростёртыми под прямым углом крыльями, собранную из множества отдельных "волокон". В главном волокне, которое расположено в "голове птички", сосредоточена основная энергия всего пучка (около 30%).

Cвет - это, по сути, самоподдерживающиеся колебания непрерывно превращающихся друг в друга электрического и магнитного полей. И фазы волны в пучке Эйри подобраны таким образом, что эти превращения качественно сохраняют вид пучка постоянным при движении вперёд, но при этом сами отдельные волокна - и "птичка" в целом - постоянно смещаются в сторону.

На деле, такое смещение - это некоторый обман, поскольку центр тяжести всего пучка всё-таки движется по прямой линии. Однако для генерации плазмы важен не центр тяжести, а максимум интенсивности, а значит, образуются филаменты как раз там, где проходят отдельные световые волокна. И соответственно, прослеживают изгиб их траектории.

Результат Полынкина и его коллег - это не только очередная демонстрация изящного физического эффекта и новый метод исследования плазменных шнуров.

Учёный сходу смог назвать сразу несколько потенциальных приложений открытия. Во-первых, лазерные филаменты на пучках Эйри могут пригодиться для управления молниями и изучения атмосферы. Год назад Жером Каспарян и его коллеги сообщили о том, как научились вызывать молнии в облаках с помощью плазменных филаментов. Не исключено, что в будущем можно будет заранее разряжать грозовые тучи рядом с аэропортами, "стреляя" в небо лазером.

У филаментов на базе пучков Эйри здесь есть очень важное преимущество. Эти пучки - "самовосстанавливающиеся": когда какая-то неоднородность в облаке или турбулентный участок воздуха перекрывает часть пучка, энергия из остальных волокон перераспределяется в него, восстанавливая потерянное волокно. А потому главный филамент окажется там же, где и должен быть, несмотря на частичное перекрытие - пусть с чуть меньшей энергией. Ровно по той же причине эти филаменты могут оказаться полезны и для изучения атмосферы - вторичное излучение плазмы может подсветить нужный участок атмосферы, позволяя учёным измерить её параметры там, где им нужно.

Примерно таким же образом предполагается бороться и с терроризмом, удалённо обследуя подозрительные сумки и авто на предмет наличия в них взрывчатки. Дескать, излучение плазменного филамента нагреет и подсветит подозрительный объект, а нам останется только искать следы взрывчатых веществ в спектре рассеянного испарениями света.

Впрочем, до реальных применений ещё очень далеко, считает Павел Полынкин. Надёжно контролировать место образования и физические параметры филамента, учёные пока не в состоянии. А соединять грозовое облако с экспериментальной установкой непрерывным каналом ионизованного воздуха не хотелось бы: по этому каналу разряд с удовольствием сбежит на землю, ударив прямо в лазер - и в исследователя. Учёных сейчас хотелось бы лучше понять саму физику плазменных филаментов. Их искривление очень поможет в таких исследованиях.
[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 
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
Морская авиация получила первый арктический Ми-8

23 ноября 16:11
Япония создаст искусственные метеоры

24 октября 12:54
Зонд Mars Lander готов для посадки на Красную планету

19 октября 14:02
NASA успешно запустила ракету "Антарес"

18 октября 10:41
На Колыме ученые тестируют оборудование для космодрома Восточный

12 октября 16:32
На спутнике Юпитера извергается шлейф водяного пара

27 сентября 10:55
Авиаконструкторы впервые показали новейший двигатель

16 сентября 15:21
Ученые доказали, что жизнь была занесена из космоса

14 сентября 16:07
Международный военно-технический форум открылся в России

6 сентября 15:20
 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 
ФБР допросит старшего советника Белого дома Джареда Кушнера ФБР допросит старшего советника Белого дома Джареда Кушнера
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Все участницы Дом-2 идут работать в эскорт-услуги
Вуди Харрельсон бросил курить траву
7 сезон Игры престолов будет коротким (фото)
Крис Кельми упал со 2 этажа
Марк Цукерберг повел дочку на вакцинацию
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
Новость: Бывшая модель Дани Мазерс получила тюремный срокБывшая модель Дани Мазерс получила тюремный срок
 
Новость: В Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщинВ Индии вспыхнули протесты из-за высоких налогов на товары для женщин
 
Новость: На побережье Сицилии проходит саммит G-7На побережье Сицилии проходит саммит G-7
 
Новость: ФБР допросит старшего советника Белого дома Джареда КушнераФБР допросит старшего советника Белого дома Джареда Кушнера
 
Новость: В Москве открывают новый храмВ Москве открывают новый храм
 
Новость: В Ставропольском крае из-за наводнения эвакуируют людейВ Ставропольском крае из-за наводнения эвакуируют людей
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ