Российские ученые создали уникальный защитный контейнер, эффективно абсорбирующий и рассеивающий энергию


Группа исследователей из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), совместно со специалистами компании "Специальное и медицинское оборудование", разработали новую технологию самой эффективной в мире на сегодняшний день абсорбции и рассеивания энергии, предназначенной для обеспечения безопасности при хранении и перевозке хрупкого высокоточного оборудования. Изготовленный на основе этой технологии контейнер позволяет сохранить в целости оборудование, весом до восьми килограмм, при падении на твердую поверхность с высоты 125 метров.

Технология была разработана за рекордно короткие сроки, благодаря усилиям сотрудников лаборатории CompMechLab, между постановкой задачи до производства и полномасштабных испытаний опытного образца контейнера, который был сброшен с вертолета, прошло всего 38 дней.


"Эти испытания подтвердили самую высокую эффективность разработанного нами защитного оборудования, хрупкая начинка которого была в полной безопасности при падении с большой высоты" - рассказывает доктор Алексей Боровков.

Следует отметить, что новая защитная технология была разработана при помощи программного комплекса Simulation & Optimization-Driven Design and Manufacturing paradigm, который предназначен для быстрой разработки конечных продуктов различного типа и назначения, недорогих технологий их производства, что позволит этим продуктам успешно конкурировать с другими подобными продуктами на внутреннем и внешнем рынке.

Источник

Японская компания JDI раскрывает технические детали касательно созданного ими прозрачного дисплея


В начале этого года мы рассказывали нашим читателям о новом прозрачном дисплее, разработанном специалистами компании Japan Display Inc (JDI). И лишь недавно, на конференции Society for Information Display 2017 (SID 2017), которая проходила в Лос-Анджелесе, США, представители компании JDI раскрыли практически все технические детали, касающиеся дисплея, имеющего самый высокий на сегодняшний день уровень прозрачности.

Когда дисплей находится в выключенном состоянии, он выглядит как кусок прозрачного стекла. Коэффициент прозрачности дисплея составляет 80 процентов, что на целых 50 процентов больше, чем прозрачность предыдущих образцов, созданных в свое время в компании JDI. При таком уровне прозрачности все, что находится позади дисплея, видно сквозь него с достаточно высоким уровнем четкости.

Для того, чтобы сделать очень тонкий и прозрачный ЖК-дисплей, специалистам компании JDI пришлось разработать и создать совершенно новую структуру матрицы. В отличие от традиционных дисплеев, в которых матрица подсвечивается светом от расположенной сзади ламы или светодиодов, матрица нового прозрачного дисплея подсвечивается сбоку. А отражающие поверхности жидких кристаллов отражают этот свет в нужном направлении за счет их соответствующей пространственной ориентации.


Рассеивание света жидкими кристаллами позволило избавиться еще от одного атрибута традиционных дисплеев - от поляризационной пластины. Еще одной ненужной частью стал цветофильтр. В новом дисплее использована технология последовательного цветового поля (CFS, color field sequential), заключающаяся в том, что жидкие кристаллы последовательно освещаются светом синих, красных и зеленых светодиодов. Для реализации этой технологии специалистам компании JDI пришлось разработать новый тип жидких кристаллов, обеспечивающих очень быструю реакцию и способных переключаться от прозрачного до рассеивающего состояния с очень большой скоростью.

А ниже мы приведем список всех основных технических параметров нового прозрачного дисплея:
Размер - 4 дюйма по диагонали
Разрешение - 360 на 300 пикселей, 117 точек на дюйм
Частота обновления - 180 Гц
Коэффициент прозрачности - 80 процентов
Контрастность изображения - 16:1
Цветовая гамма: 112 процентов по стандарту NTSC

Источник

Использование квантовой памяти позволило реализовать на практике технологию прямой квантовой связи


Впервые в истории науки ученые-физики из Китайского университета науки и техники (University of Science and Technology of China) и Наньцзинского университета почты и телекоммуникаций (Nanjing University of Posts and Telecommunications) произвели экспериментальную демонстрацию технологии прямой безопасной квантовой связи (quantum secure direct communication, QSDC). Для реализации протокола QSDC в данном случае использовались промежуточные буферы из специализированной квантовой памяти, которые ранее лишь эмулировались при помощи оптоволоконных линий задержки. Но именно использование квантовой памяти позволяет реализовать всю мощь протокола QSDC и использовать ее в практических целях.

Протокол QSDC является одним из нескольких типов квантовых коммуникаций. Как и все другие квантовые протоколы, он использует некоторые из основных принципов квантовой механики, в частности принцип неопределенности и теорему о запрете клонирования, он позволяет передавать зашифрованные сообщения по безопасному квантовому каналу. Но, в отличие от других протоколов, протокол QSDC не требует процедуры предварительного обмена ключами шифрования между двумя сторонами, участвующими в приеме и передаче информации.

Для эффективной передачи информации по квантовым каналам, которые станут основой будущих квантовых сетей, протокол QSDC нуждается в квантовой памяти. Однако, создание буферной памяти для протокола QSDC сопряжено с рядом трудностей, она, эта память, должна обеспечивать хранение информации в виде состояния запутанных с другими единичных фотонов и одновременно обеспечивать запутанность между отдельными ячейками памяти.

В своей работе китайские исследователи продемонстрировали работоспособность всех основных компонентов протокола QSDC, включая множественную квантовую запутанность, квантовое шифрование, распределение, хранение и передачу квантовой информации при помощи запутанных фотонов. Однако, расшифровка квантового состояния запутанных фотонов требует способности различения четырех различных квантовых состояний, что сопряжено с большими трудностями технического плана. В данном случае исследователям удалось найти компромиссное решение, более простой альтернативный метод считывания информации, который легче поддается практической реализации.

В ближайшем будущем исследователи собираются реализовать прямую квантовую передачу информации при помощи протокола QSDC на расстояние не менее 100 километров по открытому пространству. В данном случае исследователи доработают и модернизируют почти все отдельные компоненты коммуникационной системы, которая, на следующем этапе, будет установлена на экспериментальный космический спутник, предназначенный для проверки работоспособности этой технологии уже в условиях открытого космического пространства.

Источник

Ученые обнаружили форму "сверхтекучего" света, который огибает препятствия, не подвергаясь искажениям


В течение долгого времени ученым было известно, что свет ведет себя подобно волнам, которые распространяются во все стороны от источника до тех пор, пока они не поглощаются или отражаются объектами и другими препятствиями. За последние годы ученые выяснили, что свет также, при определенных условиях может вести себя как жидкость, "обтекая" объекты и восстанавливая изначальный поток с другой стороны. Однако, такое явление ранее наблюдалось лишь при определенных чрезвычайных условиях, обычно в вакууме и при температурах, близких к абсолютному нулю.

Однако, результаты новых исследований, проведенных учеными из Италии, Канады, Великобритании и Финляндии, указали на то, что свет может существовать в еще одном весьма экзотическом "сверхтекучем" состоянии. В этом состоянии свет подобен сверхтекучей жидкости, имеющей нулевой коэффициент вязкости и способной огибать препятствия без трения и сопротивления. В таком случае сверхтекучий свет, огибающий предметы, абсолютно не подвергается искажениям. И что самое примечательное, данный эффект может наблюдаться при комнатной температуре и при нормальном атмосферном давлении.

Физика этого явления еще не до конца изучена и понятна ученым. А получение сверхтекучей формы света происходит при помощи тонкого слоя органических молекул определенного вида, размещенного между двух зеркал, обладающих сверхвысокой отражательной способностью.

"Путем некоторых ухищрений нам удалось объединить основные свойства фотонов - их малую эффективную массу и высокую скорость движения с сильными взаимодействиями, которые возникают в молекулах из-за движения электронов" - пишут исследователи, - "Обычная жидкость во время движения немного колеблется и закручивается тогда, когда что-то вмешивается в ее поток. В потоке сверхтекучей жидкости в таком же случае не образуется никаких возмущений, поток такой жидкости всегда однороден".

Состояние сверхтекучести считается учеными в качестве пятой формы материи. Одним из ярких примеров такого состояния материи является конденсат Бозе-Эйнштейна, который, как это ни парадоксально, одновременно обладает признаками жидкости, твердого тела и облака газа.

Пока еще тяжело сказать, к каким практическим результатам может привести сделанное открытие. Но ученые считают, что подобные принципы воздействия на материю могут быть использованы для создания новых сверхпроводящих материалов, материалов, проводящих электрический ток без сопротивления при комнатной температуре. Помимо этого, явление сверхтекучести фотонов может быть использовано в фотоэлектрических приборах следующего поколения, таких, как лазеры, светодиоды, солнечные батареи и фотогальванические элементы других типов.

Источник

Созданные первые в своем роде транзисторы, полностью состоящие из углерода


Ученые из Техасского университета в Далласе разработали и изготовили опытные образцы новых транзисторов, структура которых полностью состоит из углерода. Такие транзисторы в будущем могут стать заменой традиционных кремниевых транзисторов, и на их основе можно будет создавать вычислительные системы нового поколения, более производительные и более эффективные, нежели нынешние.

"В структуре нового транзистора был использован целый ряд существующих нанотехнологий в весьма уникальной их комбинации" - рассказывает доктор Джозеф С. Фридман (Joseph S. Friedman), - "Более того, новый транзистор работает на принципах спинтроники, а не электроники, как обычные кремниевые транзисторы".

Напомним нашим читателям, что транзисторы, которые являются ключевыми компонентами практически всех электронных устройств, представляют собой крошечные кремниевые структуры, пропускающие через себя отрицательно заряженные электроны. Эти транзисторы являются своего рода миниатюрными выключателями, пропускающими или не пропускающими электрический ток. Но, помимо переноса электрического заряда, электроны обладают еще одним параметром, называемым спином, которое имеет отношение к магнитным свойствам электрона. И в последние годы исследователи ищут способы использования спина электронов в качестве носителя информации, создавая новые классы транзисторов и других устройств из области спинтроники.

Новый спинтронный транзистор, созданный группой доктора Фридмана, работает как логический элемент, полагающийся на один из основных принципов электромагнетизма. Этот принцип определяет то, что электрический ток, текущий через проводник, создает вокруг этого проводника магнитное поле. Кроме этого, внешнее магнитное поле оказывает влияние на электрический ток, текущий по проводнику. И в традиционных кремниевых транзисторах эти принципы и явления не могут быть использованы.

В данном случае в качестве проводника (канала транзистора) используется тончайшая графеновая нанолента. А в качестве управляющих электродов используются две углеродных нанотрубки, расположенные по бокам от наноленты. Ток, протекающий через нанотрубки в определенном направлении, создает вокруг них магнитное поле, которое, в свою очередь, влияет на ток, текущий через наноленту. Такая структура позволит создать "многокаскадные" транзисторы и логические элементы, состоящие из несвязанных физически друг с другом компонентов.

Поскольку связь между графеновыми нанолентами осуществляется посредством электромагнитных волн, а не движущихся электронов, она, эта связь, может быть намного более быстрой. Такие транзисторы, как ожидается, смогут работать на терагерцовых частотах. Помимо этого, углеродные компоненты таких транзисторов могут быть сделаны намного меньшими, чем компоненты кремниевых транзисторов, размеры которых уже приближаются к минимальным пределам, определяемым некоторыми фундаментальными физическими законами.

Источник