Форум » Компьютеры, роботы, искусственный разум » Невероятные физические явления » Ответить

Невероятные физические явления

Серж: Открыта боковая отталкивающая сила света Команда из школы инжиниринга и прикладных наук Йельского университета экспериментально выявила отталкивающее действие света. Существование боковых сил (также называемых оптическими связывающими силами — optical binding force) теоретики предсказывали с 2005 года, причём предполагалось, что эти силы могут быть как отталкивающими, так и притягивающими. Последние как раз удалось обнаружить в прошлом году. a – так выглядит новое устройство, созданное Таном; b – сердцевина схемы при более крупном увеличении (на левом кадре она обведена красной рамкой) Мы показали, заявил Тан, что действительно существует двухполярная сила света с притягивающей и отталкивающей компонентами". Физики поясняют, что существование оптических связывающих сил увязано с уравнениями Максвелла, а по физической сути данные силы являются родственниками силы Казимира, которая появляется из-за квантовых флуктуаций в вакууме. Для проявления этой новой силы учёные разделили луч инфракрасного лазера на два отдельных потока, проходящих по кремниевым нановолноводам, отличным по длине. После завершения такой петли эти волноводы подходили вплотную друг к другу (расстояние в ряде опытов менялось). В этот момент два бегущих рядом пучка оказывались со смещёнными друг относительно друга фазами. В зависимости от величины этого сдвига, выяснили экспериментаторы, и меняется (по величине и знаку) боковая сила взаимодействия этих пучков, которую они передают на удерживающие их волноводы. И хотя сила была мала (порядка нескольких пиконьютонов), её удалось измерить и выявить закономерности: открытая сила зависела и от сдвига фаз, и от мощности излучения, и от расстояния между нановолноводами. a – схема двух волноводов, подвешенных над полостью (чтобы они могли изгибаться под действием света); b – зависимость силы (пН/мкм.мВт) от расстояния между волноводами (нм) и сдвигом фаз; c – амплитуда и знак боковой силы в зависимости от разности фаз при расстоянии между световыми лучами в 400 нм; d – картина распределения притягивающих и отталкивающих сил в зависимости от разности фаз двух лучей и дистанции между волноводами. В последних двух случаях шкалы силы также размечены в пН/мкм.мВт. На всех графиках и рисунках красным отмечено действие сил притяжения, синим – отталкивания "Силы взаимодействия света интригуют, поскольку работают противоположным образом по сравнению с заряженными телами, — говорит один из авторов эксперимента Вольфрам Пернайс (Wolfram Pernice). — Противоположные заряды притягивают друг друга, тогда как сдвинутые по фазе световые лучи отталкиваются". Луч Эйри - луч света распространяется по дуге Британский астроном и математик Джордж Эйри (George Airy) в XIX веке теоретически доказал, что возможно создание криволинейных лучей света. Не преломляющихся в среде с переменной плотностью (как в случае пустынных миражей, например), а искривляющихся сами по себе. Предсказали их реальную выполнимость (используя уже законы квантовой механики) физики Майкл Берри (Michael Berry) и Нэндор Балаш (Nandor Balazs) в 1979 году. "Гнутся" лучи Эйри потому, что на деле состоят из целой комбинации волн: одна — ведущая волна, несёт большую часть интенсивности общего луча. Другие — более слабые, "завершающие" волны, и каждая отстаёт от предыдущей на половину длины волны. "Завершающих волн" очень много, а интенсивность каждой из них падает по мере отдаления от главной волны. Все эти составляющие влияют друг на друга так, что ведущая волна искривляется в одну сторону, а хвостовые волны — в противоположную. При этом луч Эйри практически не испытывает дифракции, то есть он не рассеивается по мере отдаления от источника даже на таком расстоянии, на котором обычный лазерный луч уже ощутимо увеличил бы своё сечение. Впервые луч Эйри был создан в 2007 году группой американских физиков, среди которых были Сивилоглоу и Кристодоулидес. Первый луч Эйри, созданный Кристодоулидесом, Сивилоглоу и их коллегами в 2007-м, на 35-сантиметровом пути отклонялся на 1 миллиметр. Вверху показана компьютерная симуляция такого кривого луча, на которой хорошо видны "хвостовые" волны, уходящие в противоположную от "главной артерии" сторону. Экспериментаторы использовали пространственный модулятор света на основе быстродействующей ЖК-матрицы на 500 тысяч пикселей. Она по команде компьютера организовывала просто филигранную корректировку фаз для целой армии лучиков (для каждого — индивидуально), сплетавшихся в результате в общий луч Эйри, который, в свою очередь, прекрасно изогнулся дугой в воздухе, в полном соответствии с теорией. Британские физики из университета Сент-Эндрю (University of St. Andrews) сумели приспособить такой кривой луч для переноса микроскопических объектов по дуге. Согнутый свет, словно снегоочиститель, перебрасывал микроскопические шарики через стенку, разделяющую две камеры В новых экспериментах физики впервые применили для создания луча Эйри не слабый постоянный лазер, а очень мощный импульсный (титан-сапфировый, с длительностью импульса в 35 фемтосекунд). Настолько мощный, что он вызвал ионизацию воздуха и создал плазменный канал в форме дуги. При этом отклонение луча Эйри достигло 5 миллиметров на 60-сантиметровом отрезке "пробега" через воздух. О практических применениях читайте в статье по ссылке.

Ответов - 5

Серж: http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,80516.0.html

Varjag: Интересно, как бы вели себя в камере Вильсона параллельные пучки электронов и позитронов со сдвигом излучателей по фазе.

Varjag: Тоже интересно. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%92%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0_%E2%80%94_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0


mih: Да никак от фазы не зависят, электроны ведь фермионы, и все в разных состояниях, так что фаза не имеет значения.

Varjag: Фаза меня не столько интересует, интересует реальный наблюдательный факт взаимодействия электрона и позитрона разных энергий ,как будут вести себя силы Кулона. Траектории полета ,и направление разлета гамма-квантов при взаимодействии.



полная версия страницы