Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter

Альтернативный взгляд

«Альтернативная история, уфология, паранормальные явления, криптозоология, мистика, эзотерика, оккультизм, конспирология, наука, философия»

Мы не автоматический, тематический информационный агрегатор

Статей за 48 часов: 33


Очевидец: Если Вы стали очевидцем НЛО, с Вами произошёл мистический случай или Вы видели что-то необычное, то расскажите нам свою историю.
Автор / исследователь: У Вас есть интересные статьи, мысли, исследования? Публикуйте их у нас.
!!! Ждём Ваши материалы на e-mail: info@salik.biz или через форму обратной связи, а также Вы можете зарегистрироваться на сайте и размещать материалы на форуме или публиковать статьи сами (Как разместить статью).

Фотон, меняющий мир
Среднее время прочтения:

Источник:
Фотон, меняющий мир
Фото:
isabelsbeautyblog.com

Когда в 1927 году Алексей Толстой завершал работу над новым романом «Гиперболоид инженера Гарина», он вряд ли думал о том, что когда-нибудь его назовут автором идеи лазера и визионером, предсказавшем появление новой научно-технической дисциплины — фотоники. Но в одном его предвидение оказалось стопроцентным: «гиперболоиды» действительно перевернут мир.


- Salik.biz

КВАНТОВЫЙ ЛУЧ

Впервые «тепловые» лучи, сжигающие все вокруг, описал Герберт Уэллс в романе «Война миров», опубликованном в 1898 году. Идея показалась продуктивной: гипотетические лучи начали обсуждать фантасты, журналисты и даже авторитетные ученые. Например, знаменитый изобретатель Никола Тесла уверял, что работает над «лучами смерти» (он называл их Teleforce), которые представляли собой «концентрированный пучок частиц» и должны были, по его замыслу, остановить все войны, поскольку от них нет защиты. Увы, но миротворческие «лучи смерти» были, видимо, из тех изобретений Теслы, которые он так и не сумел воплотить в жизнь.


Реальный же путь к созданию высокоэнергетических лучей указал Альберт Эйнштейн, в 1916 году высказавший гипотезу о существовании вынужденного излучения. Он говорил, что реально привести атомы любого объекта в возбужденное состояние, после чего он активно начнет излучать фотоны, причем в требуемом диапазоне спектра. Позднее Поль Дирак обосновал гипотезу Эйнштейна в рамках квантовой механики, а экспериментальное подтверждение существования вынужденного излучения было получено в 1928 году.

Однако появления первых устройств, способных излучать направленный высокоэнергетический луч, пришлось подождать. Приоритет в этой области принадлежит американскому физику Теодору Майману. 16 мая 1960 года он продемонстрировал коллегам работу первого лазера — оптического квантового генератора, получившего свое название от аббревиатуры LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). В качестве активной среды (то есть объекта в возбужденном состоянии) Майман использовал кристалл искусственного рубина, который подвергался облучению газоразрядной лампой и испускал узконаправленный световой поток. Впоследствии физик основал собственную компанию «Корад Корпорейшн», которая стала ведущим разработчиком мощных лазеров.


БУДУЩЕЕ ЛАЗЕРОВ

Рекламное видео:


Современный мир трудно представить без лазеров. Они используются практически везде. Способность лазеров создавать энергетический поток высокой мощности позволяет применять их в промышленности: для резки, сварки, пайки, маркировки и гравировки. Поскольку луч можно сфокусировать в точку размером с микрон, он является идеальным инструментом при создании печатных плат и полупроводниковых соединений. Точная направленность луча дает возможность создавать считывающие устройства и медицинскую технику. И так далее.

Известны попытки построить лучевое оружие. Например, американские военные инженеры сконструировали лазерную установку SHEL, размещаемую на специальном самолете «Boeing-747 YAL-1». Предназначена она была для того, чтобы сбивать вражеские баллистические ракеты. На проект было потрачено свыше пяти миллиардов долларов, и в ходе испытаний, состоявшихся в феврале 2010 года, лазер даже сбил три ракеты-мишени. Однако из-за несоответствия реальных характеристик заявленным проект был закрыт.

Тем не менее боевые лазеры можно использовать в мирных целях. На основе автомобильного комплекса для борьбы с ракетами, построенном еще в советские времена, усилиями специалистов Троицкого института инновационных и термоядерных исследований была сконструирована углеродная лазерная установка МЛТК-50. Она показала превосходные результаты при ликвидации пожара на газовой скважине в Карачаевске, развалке скального массива, при дезактивации поверхности бетона на АЭС методом шелушения и выжигании пленки нефти на поверхности акватории. Кроме того, на ее основе планируется создать лазеры для восстановления трущихся поверхностей различных промышленных агрегатов и даже для уничтожения вредоносных насекомых типа саранчи.



ОСНОВЫ ФОТОНИКИ

Понятно, что лазерные технологии буду развиваться дальше. Наиболее перспективные направления их использования — голографические экраны, термоядерная энергетика, исследовательские системы межпланетных аппаратов. Но сравнительно недавно в прикладной науке появилось направление, которое способно революционным образом поменять всю современную электронную базу. Речь идет о фотонике, занимающейся фундаментальными и практическими исследованиями в области использования оптических сигналов. По сути, она является аналогом электроники, только вместо электронов используются фотоны, излучаемые лазерами.

Интересно, что «родилась» фотоника в Ленинградском государственном университете: в 1970 году там была даже учреждена соответствующая кафедра, а ее основателем стал советский академик Александр Николаевич Теренин. С этого момента начала развиваться научная школа, которая вывела нашу страну в лидеры фотоники. Наиболее известное устройство, разработанное на ее принципах, — оптоволоконные кабели, которые резко повысили пропускную способность информационных каналов.

Сегодня основные работы по фотонике ведутся в российских вузах и Фонде перспективных исследований; всего занято свыше 850 организаций. Например, запущен проект модернизации радиолокационных средств, которыми располагает наша армия. Переход с электронной на фотонную базу позволит уменьшить габариты радиолокационных станций (многоэтажное здание превратится в небольшой фургон) и повысить их эффективность (увеличатся разрешающая способность и устойчивость к электромагнитным помехам). Примечательно, что разработчики сразу думают о гражданском применении этой технологии: компактные радары можно использовать в скоростных поездах и автомобилях для мгновенного обнаружения препятствий. Больше того, технология будет применяться при создании «умной» обшивки самолетов, благодаря чему весь фюзеляж превратится в мощный радиолокатор, позволяющий пилотам видеть все, что происходит вокруг их «борта» в течение полета.


ФОТОННЫЙ МИР

Фотоника развивается по нескольким направлениям. Самые молодые из них — оптоинформатика и радиофотоника. Их предназначение следует из названия: они призваны заменить существующие компьютерные и сетевые технологии. Чтобы показать преимущества, которые дает фотоника в этой области, достаточно упомянуть, что созданный в Московском государственном университете сверхбыстрый фотонный переключатель позволяет поднять скорость передачи информации по оптоволоконному кабелю до сотен терабит в секунду (предел для современных кабелей — сто терабит в секунду). Появление фотонных коммуникаций, которые заменят классические, позволяет помимо того вдвое снизить энергозатраты и, соответственно, стоимость систем накопления и хранения данных. Например, в США дата-центры уже потребляют 2% от всей производимой энергии, и экономия при переходе на фотоны будет очень существенной.

Задача ближайшего будущего — создание фотонного компьютера, который, как считается, значительно обойдет по своей производительности системы на полупроводниках. Его соединение с высокоскоростными оптическими коммуникациями и светочувствительными поверхностями открывает путь к появлению интеллектуальных устройств принципиально нового типа — миниатюрных и мобильных, но при этом обладающих способностью к обработке некодируемой информации и самообучению. Велика вероятность, что именно из фотоники когда-нибудь «родится» искусственный разум.

В романах современных фантастов можно встретить сверхсуществ, «сотканных» из света и силовых полей, могущественных и доброжелательных. Может быть, этот образ окажется пророческим видением — подобно тому, как оказались пророческими образы «тепловых лучей» и «гиперболоида».

Антон Первушин

Записал:

SALIK

Санкт-Петербург
info
+48
Я не автоматический, тематический информационный агрегатор! Материалы Salik.biz содержат мнение исключительно их авторов и не отражают позицию редакции. Первоисточник статьи указан в самом начале.

Поделиться в социальных сетях:


Оцените:
+14
406
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...

   Подписывайтесь на наш канал в Телеграмм:   Перейти