Tím výskumníkov z Hebrejskej univerzity v Jeruzaleme a Viedenskej technickej univerzity (TU
Ako absorbovať svetelnú energiu?
Nie je to prvýkrát, čo vedci prišli na to, ako na toabsorbovať svetelnú energiu. Ale nová metóda „svetelná pasca“, ktorú vedci vyvinuli, je jediná, ktorá dokáže absorbovať svetelnú energiu aj vo veľmi tenkých a slabých médiách.
V novom experimente ukázali vedciako tento proces veľmi efektívne realizovať. Vedci napríklad dokázali, že laserové svetlo akéhokoľvek tvaru môže byť úplne absorbované aj veľmi „slabým“ médiom. Napríklad tenký film alebo mierne znečistený kúsok skla, vysvetľujú vedci v rozhovore pre Zaujímavé inžinierstvo.
Inštalácia svetelnej pasce.
Foto: Omri Chaim
Teraz výskumníci stavajú opatrneinžinierska dutina okolo absorpčného média, ktorá neprepúšťa svetlo. Dostane sa do dutiny, kde takýmto médiom niekoľkokrát prejde, kým sa úplne nevstrebe a nezostane z neho nič.
Prečo potrebujete svetelnú pascu?
Zachytenie svetelnej energie je veľmi dôležité, aleťažké. A efektívne skladovanie je ešte náročnejšie. Vedci sa ju preto snažia premeniť na iné formy energie. „Od absorpcie rastlinami až po detekciu svetla vo fotoaparáte mobilného telefónu je potrebné, aby sa energia prenášaná svetelnými vlnami alebo fotónmi premenila na iné formy, aby bola použiteľná,“ vysvetľujú vedci.
Napríklad svetlo, ktoré používateľ vidídisplej smartfónu, je najskôr uložený ako chemická energia v batérii. Doska plošných spojov vo vnútri telefónu umožňuje jeho premenu na elektrickú energiu a nakoniec sa z neho stane svetlo, ktoré rozžiari obrazovku.
Priama absorpcia svetla môže výraznezlepšiť dizajn aj technológiu zariadení, ktoré ľudia denne používajú. Vedci sa domnievajú, že zachytávanie svetla je základom mnohých dôležitých procesov vo vede, technike a prírode. Potenciál tohto procesu príde vhod na zlepšenie výkonu spektrálnych selektívnych detektorov (absorbujú svetelné lúče rôznych frekvencií) a zariadení budúcnosti, ktoré sú napájané svetlom.
Ako funguje „ideálna svetelná pasca“?
Výskumníci vyvinuli dutinu, v ktorejveľa zrkadiel a šošoviek obklopuje tenké svetlo absorbujúce médium. Usporiadali zrkadlá a šošovky takým spôsobom (ako je znázornené na obrázku nižšie), že keď svetelný lúč vstúpi do dutiny, začne sa pohybovať v kruhu. Nakoniec svetelnému lúču nezostáva nič iné, len sa nechať pohltiť tenkým médiom.
Diagram znázorňujúci dráhu svetelného lúča v pasci.
Kredit: Technická univerzita vo Viedni
Okrem absorbujúceho média je to svetlo zachycujúceZariadenie je vybavené čiastočne priehľadným zrkadlom, reflexným zrkadlom a dvoma vypuklými šošovkami. Prvé zrkadlo zostáva čiastočne priehľadné, aby umožnilo svetlu vniknúť do dutiny, uviedli vedci. Aj to však môže ísť
Aby sa tomu zabránilo, vedci použilivlnové rušenie. Pripomeňme si, že ide o vzájomné zvýšenie alebo zníženie výslednej amplitúdy dvoch alebo viacerých koherentných vĺn, keď sú na seba superponované. Sprevádzajú ho striedajúce sa maximá a minimá intenzity v priestore. Výsledok interferencie závisí od fázového rozdielu medzi superponovanými vlnami.
V dôsledku toho, keď laserový lúč čiastočne klesápriehľadné zrkadlo, je rozdelené na dve časti. Po dopade na šošovky, absorbujúce médium a odrazové zrkadlo sa lúče navzájom prekrývajú. Celý svetelný lúč je v tejto polohe blokovaný. Nemôže „utiecť“ a je pohltený jemným médiom.
Čo je spodnom riadku?
Vedci tvrdia, že technika je taká dokonalá, že ju neovplyvňujú ani časté zmeny teploty či tlaku vzduchu.
Je pozoruhodné, že zariadenie pracuje iba s jednou frekvenciou prichádzajúceho svetla. Zatiaľ čo vedci pracujú na rozšírení na širokopásmový dizajn.
</ p>Čítaj viac:
Slnečná škvrna veľkosti Zeme narastie 10-krát za 2 dni: je nasmerovaná na nás
Toto je „dvojča“ Zeme v minulosti: neďaleko od nás sa našla jedinečná planéta-oceán
Einstein mal opäť pravdu: po polstoročí fyzici dokázali stabilitu čiernych dier
Titulná fotka