• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Edytor historii przenosi peleryny-niewidki w czwarty wymiar

    18.11.2010. 16:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy przenieśli peleryny-niewidki w czwarty wymiar poprzez stworzenie eksperymentalnego projektu peleryny, która ukrywa zdarzenia, zamiast obiektów. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Journal of Optics wyjaśniają, że ich "peleryna czasoprzestrzeni", czy też "edytor historii", może okazać się przydatna w przetwarzaniu sygnału i informatyce. Może nawet zostać wykorzystana do stwarzania iluzji transportera Star Trek, w którym obiekty znikają w jednym miejscu, aby pojawić się od razu gdzie indziej - snują swoje przypuszczenia naukowcy.

    Nowatorski projekt opiera się na metamateriałach, które można skonstruować w taki sposób, aby zniekształcały światło lub fale dźwiękowe. Naukowcy już stworzyli peleryny-niewidki, które mogą zakrzywiać światło wokół obiektów, skutecznie zapewniając im niewidoczność. Peleryna czasoprzestrzeni opisana w tym raporcie z badań nie zakrzywia światła w przestrzeni, lecz zmienia prędkość z jaką porusza się ono przez materiał, tak aby rozszczepiało się na pół, tworząc swego rodzaju korytarz niewidzialności.

    "Światło zwykle spowalnia przy wejściu do materiału, aczkolwiek teoretycznie istnieje możliwość manipulacji promieniami świetlnymi w taki sposób, aby niektóre części przyspieszyć, a inne spowolnić" - twierdzi naczelny autor artykułu, profesor Martin McCall z Imperial College w Londynie, Wlk. Brytania.

    Kiedy wiązka światła uderza w pelerynę, czołowa część wiązki przyspiesza a jej tylny segment zwalnia. To powoduje powstanie szczeliny w świetle, a zdarzenie, które ma miejsce w szczelinie nie jest oświetlone, zatem jest niewidoczne dla obserwatora. Szczelinę można zamknąć spowalniając czołowy segment światła i przyspieszając tylny. Osoba obserwująca promienie światła zobaczy po prostu ciągłą wiązkę światła.

    "[Peleryna czasoprzestrzeni] różni się od zwykłych urządzeń zasłaniających, ponieważ nie próbuje zmieniać kierunku światła wokół obiektu" - wyjaśnia Alberto Favaro z Imperial College w Londynie. "Zamiast tego rozdziela promienie światła w czasie, jakby odsłaniając kurtynę teatralną - tworząc w ten sposób korytarz czasowy, w którym można manipulować energią, informacjami i materią lub transportować je w sposób niezauważony."

    Favaro przytacza trafną analogię z samochodami poruszającymi się po zatłoczonej drodze. "Wyobraźmy sobie, że dane informatyczne poruszające się w kanale są podobne do zatłoczonej autostrady" - mówi. "Aby stworzyć przejście dla pieszych bez przerywania ruchu, trzeba spowolnić samochody, które nie dotarły do skrzyżowania i przyspieszyć te na skrzyżowaniu lub za nim, dzięki czemu powstaje w środku szczelina dla pieszych, którzy mogą przejść."

    Kiedy tylko pieszy przejdzie przez drogę, samochody z przodu nieco spowalniają, podczas gdy te z tyłu przyspieszają, aby zamknąć szczelinę. "Tymczasem znajdujący się dalej obserwator zobaczy jedynie nieprzerwany strumień poruszających się pojazdów" - dodaje Favaro.

    Urządzenie ma wiele możliwych zastosowań, zwłaszcza w przetwarzaniu sygnału i informatyce. Na przykład, można przerwać jeden kanał danych, aby przeprowadzić priorytetowe obliczenia na kanale równoległym w czasie działania peleryny. Z kolei zewnętrznym częściom układu będzie się wydawać, że pierwotny kanał w ogóle nie przerwał działania, dzięki czemu stwarza się system "przerywania-bez-przerywania". .

    Kolejny nowatorski pomysł wykorzystuje szczelinę czy też korytarz w świetle w inny sposób. "Jeżeli ktoś porusza się po korytarzu, to obserwatorowi z oddali wyda się, jakby przemieszczał się momentalnie, stwarzając iluzję transportera Star-Trek" - zauważa profesor McCall. "Zatem teoretycznie ta osoba może być w stanie zrobić coś, co nie zostanie dostrzeżone!"

    Zespół podaje przykład kasiarza, który wchodzi do skarbca, otwiera sejf, zabiera jego zawartość, zamyka drzwi i wychodzi, podczas gdy pobliska kamera nadal transmituje obraz zamkniętego sejfu.

    "Mimo iż brzmi to jak fantastyka naukowa, badania nad metamateriałami w ostatniej dekadzie nauczyły nas, że w pewnych granicach takie spekulacje nie są fantastyką" - piszą naukowcy. "Pokazujemy tutaj, w jaki sposób można osiągnąć magię edytowania historii poprzez wprowadzenie koncepcji peleryny czasoprzestrzeni."

    W podsumowaniu czytamy: "Jesteśmy przekonani, że istnieje wiele innych możliwości, które pojawiły się dzięki wprowadzeniu naszej koncepcji peleryny czasoprzestrzeni. Choć mówi się o kamerze, że nigdy nie kłamie, to jednak nie zawsze rejestruje całą prawdę."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Obcinarka służy do precyzyjnego przycinania światłowodów, np. przed ich spawaniem. Ze względu na kruchość włókien światłowodowych ze szkła kwarcowego nie można ich ciąć w zwykły sposób. Obcinarka wykonuje za pomocą ostrego nożyka rysę na włóknie, które jest jednocześnie rozciągane wzdłuż osi. Powoduje to precyzyjne pęknięcie światłowodu. Teoria korpuskularna światła to teoria, w której światło traktuje się jako strumienie cząstek. Uważa się dziś, że zjawiska interferencji światła (czyli nakładania się wiązek świetlnych) można wyjaśnić tylko za pomocą falowej teorii światła. Na podstawie tej teorii wzmacnianie lub osłabianie wiązek świetlnych wyjaśniamy nakładaniem się fal świetlnych w fazach zgodnych lub przeciwnych. Korpuskularna teoria światła nie może tego wyjaśnić, jednakże teoria falowa nie jest w stanie wyjaśnić innych zjawisk, jak na przykład efektu fotoelektrycznego. Przyjmuje się więc, iż światło ma naturę dualną. Stożek czasoprzestrzenny (stożek świetlny, stożek zerowy) danego punktu czasoprzestrzeni - w teorii względności zbiór punktów czasoprzestrzeni, których odległość czasoprzestrzenna (interwał) od tego punktu wynosi zero (stąd nazwa "stożek zerowy"), co oznacza, że zdarzenie czasoprzestrzenne zachodzące w danym punkcie czasoprzestrzeni można połączyć ze zdarzeniem zachodzącym w dowolnym punkcie jego stożka czasoprzestrzennego sygnałem przesłanym z prędkością graniczną, równą prędkości światła w próżni (stąd nazwa "stożek świetlny").

    Naświetlenie – proces padania światła na materiał światłoczuły, dzięki czemu powstaje na nim obraz utajony. Prawidłowe naświetlenie jest kluczowym elementem w procesie powstawania zdjęcia. Jeśli światła naświetlającego jest za mało, zdjęcie będzie za ciemne, niedoświetlone. Analogicznie, gdy światła jest za dużo, zdjęcie będzie prześwietlone. Prędkość warp – szybkość, z jaką porusza się statek kosmiczny używający fikcyjnego napędu warp, wymyślonego na potrzeby serialu Star Trek. Warp 1 to prędkość światła. Kolejne prędkości warp wzrastają w sposób nieliniowy.

    Daylighting – sposób umieszczania okien lub innych otworów i powierzchni odbijających światło, tak aby w ciągu dnia światło naturalne zapewniło efektywne oświetlenie wewnętrzne. Szczególną uwagę zwraca się na daylighting podczas projektowania budynków, w których celem jest maksymalizacja komfortu wizualnego lub zmniejszenie zużycia energii. Oszczędność energii osiąga się poprzez obniżenie wykorzystania sztucznego (elektrycznego) oświetlenia lub pasywnego ogrzewania słonecznego. Do tego światło elektryczne automatycznie, w odpowiedzi na obecność światła dziennego, musi być przygaszane bądź rozjaśniane. Pożądane jest wprowadzenie automatyki umożliwiającej taki system zarządzenia oświetleniem. Falowa teoria światła to teoria, zgodnie z którą światło traktuje się jako falę elektromagnetyczną. Uważa się dziś, że zjawiska charakterystyczne dla fal, jak na przykład interferencję światła można wyjaśnić tylko za jej pomocą. Jednakże w przeciwieństwie do opozycyjnej teorii korpuskularnej teoria falowa nie jest w stanie wyjaśnić innych zjawisk, jak na przykład efektu fotoelektrycznego. Przyjmuje się więc, iż światło ma naturę dualną.

    Horyzont zdarzeń − w teorii względności sfera otaczająca czarną dziurę lub tunel czasoprzestrzenny, oddzielająca obserwatora zdarzenia od zdarzeń, o których nie może on nigdy otrzymać żadnych informacji. Innymi słowy, jest to granica w czasoprzestrzeni, po przekroczeniu której prędkość ucieczki dla dowolnego obiektu i fali przekracza prędkość światła. I żaden obiekt, nawet światło emitowane z wnętrza horyzontu, nie jest w stanie opuścić tego obszaru. Wszystko, co przenika przez horyzont zdarzeń od strony obserwatora, znika. Rezonans stochastyczny to zjawisko, w którym odpowiedź układu dynamicznego na zewnętrzny sygnał osiąga wartość optymalną w obecności szumu o pewnym konkretnym natężeniu. Szum może niekiedy poprawić, nie zaś wyłącznie pogorszyć własności niektórych urządzeń. Zjawisko to dotyczy układów nieliniowych, które mogą posiadać kilka stabilnych stanów. Sygnał pozbawiony szumów nie powoduje przejścia pomiędzy stanami (na przykład przejścia urządzenia w stan detekcji sygnału). Sygnał z małym szumem może powodować przejścia pomiędzy stanami zgodnie z sygnałem (na przykład detekcja sygnału może nie być trwała). Istnieje pewien optymalny poziom szumu (zapewniający na przykład detekcję sygnału). Zbyt wielki poziom szumu powoduje jednak że sygnał zaczyna „ginąć” w szumie (detekcja sygnału przestaje być stabilna ze względu na znaczny poziom szumu).

    Chaperon – męskie (głównie) nakrycie głowy znane w Europie od początku XIV wieku, szczyt popularności osiągnęło na przełomie XIV i XV wieku. Chaperon ewoluował z noszonego wcześniej i równolegle kaptura-peleryny, który zwijano fantazyjnie i zakładano na głowę na kształt turbanu.

    Komputer optyczny (lub komputer fotoniczny) to hipotetyczne urządzenie wykorzystujące fotony zamiast prądu elektrycznego do przeprowadzania obliczeń. Współcześnie dane przetwarza się za pomocą urządzeń elektronicznych, które zużywają energię na pokonywanie oporu elektrycznego przewodników. Do przesyłania danych wykorzystuje się światłowody, które są o wiele efektywniejsze od przewodów elektrycznych. W sieciach komputerowych pakiety muszą być jednak rutowane do odpowiednich odbiorców, co wymaga wielokrotnego przekształcania danych na postać elektryczną i z powrotem na światło. Każda taka operacja powoduje straty energii i spowalnia komunikację. Wprowadzenie komputerów optycznych wyeliminowałoby te przeszkody.

    Bodziec dyskryminacyjny zwany też bodźcem różnicującym to pojęcie z zakresu teorii warunkowania. Jego zastosowanie wynika stąd, że ze zwierzęciem trudno się porozumieć i np. wyjaśnić mu zasady oczekiwanego zachowania. Eksperymentatorowi zdaje się, że pies podczas warunkowania reaguje na światło (zaangażowane ośrodki wzrokowe) a on słyszy dźwięk klawisza (zaangażowane ośrodki słuchowe) włączającego to światło. Stąd reaguje tak samo na światło czerwone, zielone itd. Nawet jeśli nie ma dodatkowych, niezauważonych przez eksperymentatora bodźców, to psu może być obojętne jakiego koloru jest światło (psy nie widzą niektórych kolorów) i w którym miejscu się zapala. Takie zjawisko nazywamy generalizacją bodźca. Eksperymentator chcąc mieć pewność że zwierzę reaguje na ten i tylko ten bodziec np. światło koloru czerwonego musi go zróżnicować. W tym celu wzmacnia np. pokarmem tylko pożądaną reakcję i tylko na określony kolor światła, pozostałe kolory nie wzmacniane stają się bodźcami hamującymi (negatywnymi), na które reakcja odruchowa wygasa.

    Dodano: 18.11.2010. 16:17  


    Najnowsze