Физики продемонстирировали прозрачное железо

Физики продемонстирировали прозрачное железо

Электромагнитные волны могут сделать ядро атома железа прозрачным. Такой эффект продемонстрировали в своём эксперименте учёные, работающие на синхротроне в исследовательском центре DESY. Параллельно они доказали, что светом можно управлять и создали деталь для квантового компьютера будущего.

Полученный эффект называется прозрачностью, вызванной электромагнитным полем (EIT). Это явление хорошо известно физикам-лазерщикам. Используя яркий лазерный луч определённой длины волны, можно заставить непрозрачный материал стать прозрачным для излучения другой длины волны. Свет в этом случае определённым образом взаимодействует с электронной оболочкой атома.

Синхротрон центра DESY (PETRA III) является источником рентгеновского излучения. И немецким учёным впервые удалось продемонстрировать прозрачность, вызванную рентгеновскими лучами.

Для этого учёные поместили два тонких листа железа-57 (изотоп, составляющий 2% природного железа) в оптический резонатор – два параллельных платиновых зеркала. Такой "коридор" позволяет переотражать рентгеновские лучи много раз. Листы железа толщиной всего по три нанометра разделял слой углерода, который является прозрачным для рентгена использованной длины волны. Толщина бутерброда из железа и углерода составляла 50 нанометров. На него исследователи направили тонкие рентгеновские лучи (под очень малыми углами).

В результате при определённом положении листов они наблюдали, что свет отражается от платиновых зеркал так, будто между ними ничего нет. Однако возникал этот эффект только при определённом соотношении длины волны и расстояния между железными пластинами.

Из-за множественных переотражений в системе появилась стоячая волна, резонанс. Прозрачность железа наблюдалась, когда один лист находился в минимуме амплитуды волны, другой - в максимуме. Стоило переместить пластины внутри резонатора, как эффект пропадал.

Немецкие учёные объясняют это явление квантово-оптическими эффектами. И всё не так сложно, как кажется. Атомы железа в листах в резонаторе колеблются согласованно, синхронно поглощая и испуская кванты света. В результате (в отличие от атомов свободных) они "отменяют" колебание друг друга и система получается прозрачной для проходящего излучения.

Нынешнее достижение отличается от предыдущих, полученных в экспериментах с видимым светом. Во-первых, учёным не пришлось брать яркий источник излучения. Кроме того, на выходе они увидели, что прозрачность наблюдается не для отдельных квантов света, а для всего луча.

"Мы надеемся, что в будущем нам удастся управлять рентгеновским излучением при помощи другого рентгеновского излучения", - говорит доктор Ральф Рёльсбергер (Ralf Röhlsberger) из DESY. Физики полагают, что такой эффект пригодится в квантовых компьютерах будущего для борьбы с отходящим теплом (каждый лишний квант свет – дополнительный нагрев).

Кстати, учёные наблюдали не только прозрачность, но и замедление световых волн в резонаторе - до нескольких метров в секунду. Напомним, что скорость света в вакууме составляет 300 тысяч километров в секунду. Немецкие специалисты планируют продолжить эксперименты, чтобы понять, насколько можно придержать свет.

Если удастся достичь значительных успехов, можно будет говорить и о практическом применении замедления света. Например, для хранения информации в экстремально медленных или вовсе остановленных импульсах света, пишут физики в своей статье в журнале Nature. 

vesti.ru

Похожие новости:
Ученые возвращают к жизни батареи Эдисона
Хорошо известные железо-никелевые аккумуляторы, возможно, заменят более распространённые литий-ионные, менее долговечные и выносливые. Железо-никелевые батареи гораздо более устойчивы к температурному воздействию, выдерживают повышенную вибрацию, устойчивы к частым разрядам и перезарядам, к коротким замыканиям, сообщает «WordScience.org». Они ..
2012-06-28 1788 0 Технология
0
Изготовлена самая большая в мире аккумуляторная батарея
Компания BYD по заказу государственной энергетической корпорации Китая (SGCC) построила батарею, которая, возможно, является самой большой в мире. Емкость аккумулятора составляет 36 МВт*ч, а его размеры превышают площадь футбольного поля. Гигантский накопитель создан для хранения энергии от комплекса ..
2012-01-10 2979 0 Технология
-1
Ученые создали новое покрытие для смартфонов
Gorilla Glass стекло, которое используется на дисплеях мобильных устройств, таких как iPhone, и оно довольно таки прочное, но тем не менее, по-прежнему не так уж редко можно увидеть телефоны Iphones с трещиной на экране. Такой проблемы теперь можно будет избежать, если просто начать ..
2013-09-29 1678 0 Технология
0
Новые прозрачные экраны заменят аккумуляторы
Специалисты Американской компании Ubiquitous Energy разработала прозрачное покрытие ClearView Power, выполня­ющее функцию солнечной батареи. Суть изобретения состоит в избирательном использовании световых волн. Традиционные солнечные батареи собирают весь спектр – видимые волны, ультрафиолетовые, ..
2013-03-13 1467 0 Технология
0
Ученые синтезировали разработанный сверхпроводник
Исследователь из университета в Бингемтоне и его международные коллеги сообщили на этой неделе, что они успешно синтезировали первый сверхпроводник, разработанный полностью на компьютере. Результаты их работы были опубликованы в журнале «Physical Review Letters». Алексей Колмогоров, доцент кафедры физики в Бингемтоне, предложил новый ..
2013-10-9 996 0 Технология
0
Создана сверхбыстрая версия железо-никелевых батарей
Учёные из Стэнфордского университета (США) создали сверхбыструю версию железо-никелевых батарей, заряжающихся и разряжающихся со скоростью суперконденсаторов. Если производство таких аккумуляторов окажется относительно недорогим, электромобили и гибриды ждут серьёзные перемены. Железо-никелевые аккумуляторы появились в XIX веке, а их масштабные продажи ..
2012-07-2 1408 0 Технология
0
Китайские термоядерщики получили рекордную температуру
Физики в Китае на термоядерном реакторе Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) получили рекордную для аналогичных установок температуру в 49,99 миллиона градусов по Цельсию. Об этом сообщает издание South China Morning Post.Полученная водородная плазма в EAST в три раза горячее ..
2016-02-05 1478 0 Технология
1
Создатель "воздушных" дисплеев отказался от их производства
Российская компания Displair оставила попытки самостоятельно наладить выпуск интерактивных "воздушных" экранов из-за их дороговизны и объявила смене о стратегии. "Создание собственного производства и вывод продукта на мировой рынок — процесс достаточно сложный и затратный, для этого требуются ..
2014-01-16 1183 0 Технология
0
Физики изучили ультратонкий материал, останавливающий пули на лету
Физики из университета Райса (Rice University) и Массачусетского технологического института (MIT) изучали свойства полиуретана. Макроскопические баллистические тесты показали, что этот полимерный материал может не просто останавливать на лету 9-миллиметровые пули, но и "заращивать" входные отверстия. "Полимер останавливает и фактически ..
2012-11-23 1640 0 Технология
0
Ученые получили способ изготовления нано-сплава
Химики из колледжа Искусств и Наук в Сиракузском Университете (SU) разработали метод синтеза наноматериалов из нержавеющей стали, наподобие интерфейсов. Утверждается, что их открытие может изменить суждение о том, как используются форма и структура наноматериалов, особенно тех, которые применяются для хранения ..
2013-08-16 1406 0 Технология
0
Разработана дешевая система получения водородного топлива
Швейцарские ученые представили очень дешевую и обладающую наибольшим на сегодняшний день КПД преобразования (12,3 процента) систему получения водородного топлива. Новое устройство искусственного фотосинтеза разлагает воду за счет энергии Солнца. Оно включает два солнечных фотоэлемента из перовскита и катализатора ..
2014-09-27 1843 0 Технология
0
Создан новый тип носителя информации
Американские физики предложили новый компактный носитель информации. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!Физики создали трехмерный алмазный чип, в котором для хранения памяти используются азото-замещенные вакансии — один из дефектов кристаллической решетки, ..
2016-10-27 13000 0 Технология
0
Физики разработали фемтосекундную микроскопию для электромагнитных полей
Физики из Университета Людвига Максимилиана разработали новую методику электронной микроскопии, которая позволяет увидеть сверхбыстрые колебания электромагнитного поля. Ученые проверили ее, проанализировав изменения в электронном поле, которые происходят при взаимодействии метаматериалов с видимым светом. По словам авторов, новый метод микроскопии ..
2016-07-25 1873 0 Технология
0
Физики создали квантовый микрофон
Учёные технического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology) продемонстрировали новый тип детектора для сверхслабого звука. Устройство назвали "квантовым микрофоном", так как оно настолько мало, что работает по законам квантовой физики. «Квантовый микрофон» основан на одноэлектронном транзисторе с пьезоэлектрической связью. Переключатель транзистора ..
2012-03-1 1628 0 Технология
0
Физики научились управлять стабильностью границы термоядерного шнура
Физики из США и Австралии научились управлять потенциально опасными тепловыми всплесками во внешних границах плазмы (ELM-нестабильностью) в токамаке (установка для магнитного удержания плазмы). Результаты своих исследований авторы опубликовали в двух статьях в журнале Physical Review Letters, а кратко с их содержанием ..
2015-03-17 1348 0 Технология
0