Архив за етикет: фотони

Учените са открили молекула, която може да спре глобалното затопляне

Молекула, която може да доведе до глобалното охлаждане, се нарича „интермедиат Криге“. Тя е търсена 62 години, от момента, когато немския физик Рудолф Криге е предположил нейното съществуване. Досега тя е оставала неуловима.

Интермедиатът е междинен продукт от сложна верига химически реакции, а в атмосферата се образува под въздействието на светлината при образуването на озон.

Криге е предположил, че интермедиатите са потенциални мощни окислители на замърсена атмосфера с азотен диоксид и серен диоксид. Но всичко зависи от това, колко бързо се образуват тези молекули и колко дълго живеят.

Група британски учени от университетите на Манчестър и Бристол, заедно с учени от Националната лаборатория Сандия САЩ са  успели да стигнат до тайнствената молекула, използвайки синхротрони от трето поколение.

Учени от Синдия са създали уникална апаратура превръщаща синхотрона в източник на мощен контолируем лъч от фотони в оптичния диапазон. За сега това не е достигало на ловците на интемедиатите на Криге. Когато с помощта на синхотрона учените успели да отделят една такава молекула, тя надминала всичките им очаквания.

Скоростта на нейното образуване се оказала малко по-висока, отколкото се е смятало до сега.

А това означава, че молекулата има време в живота си да образуват сулфати и нитрати, които се събират в аерозоли, а те на свой ред да образуват облаци, които да отразяват слънчевата светлина и по този начин да забавят глобалното затопляне.

Дали това е така, ще покажат по-нататъшните изследвания на загадъчната молекула.

Създадена е „невидима“ оптична наноструктура

В тази „невидима“ структура светлината се разпространява така, все едно няма никакво препятствие пред нея. С други думи казано, имаме материал с нулев показател на пречупване.
Основните елементи на наноструктурата са фотонни кристали. При тях диелектрическата проницаемост периодически се изменя в пространството. Кристалите могат да играят роля на оптични филтри. Те дават разрешение и забрана на енергия на фотоните в зоните, както това става в полупроводниците с енергията на носителите на заряда.
Изследователите са направили слоеве от фотонни кристали с отрицателни показатели, на определени участъци са поставени обикновена еднородна диелектрическа среда с положителни показатели.
Светлината минаваща през такава структура е получила нулево изменение във фазите.
Цялото устройство е разположено на силициева подложка с микрометрови размери.
Според учените на основата на своя материал те са построили работен образец на оптически филтър.

Светлина родена от нищото

На физиците им се отдало да създадат светлина от нищото. И това не е чудо, а проверка на принципи от квантовата физика.

Съгласно квантовата теория, вакуума не е просто празно пространство. В него непрекъснато се променя енергията. Раждат се и умират двойка виртуални частици и античастици. Независимо от виртуалността си, те могат да оказват натиск. Това се нарича статичен ефект на Казимир и вече е потвърдено експериментално.

В теорията съществува и динамичен ефект на Казимир, според който вакуумните колебания се превръщат в реални частици, в частност фотони. Именно това са наблюдавали и учените.

Статистическият ефект на Казимир се наблюдава, когато две огледала се намират на много малко разстояние. В това пространство раждащите се и умиращи фотони притежават някаква дължина на вълната. От тях ще съществуват само тези, които имат дължина равна на разстоянието между огледалата или вписваща в него цяло число пъти. А останалите вълни ще бъдат подтиснати вследствие, на което налягането вътре ще бъде по-малко от външното, с което се обяснява възникващата сила.

За динамичния ефект на Казимир огледалата трябва да  трептят с голяма скорост. Това може да се осъществи много трудно, за това физиците приложили малка хитрост.

Те поставили метална повърхност в силно магнитно поле трептящо 11 милиарда пъти в секунда. Това предизвикало деформация на повърхността със скорост от  около 5% от тази на светлината.

На изхода започнали да се появяват фотони. Свойствата на зарегистрираните фотони показват, че те се раждат по двойки.