Hydrodynamisches Analogon der Strahlung von Öl. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

Kostenlose technische Bibliothek

NACHRICHTEN AUS WISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE, NEUHEITEN IN DER ELEKTRONIK
Kostenlose technische Bibliothek / Newsfeed

Hydrodynamisches Analogon der Strahlung von Öl

17.02.2023

Amerikanische und französische Wissenschaftler erhielten in einem vibrierenden Gefäß mit Öl ein hydrodynamisches Analogon der Strahlung - ein Effekt aus der Quantenoptik. Durch Vibrationen entstehen auf der Oberfläche des Öls Wellen, die das Erscheinen von Tropfen hervorrufen, so wie Ensembles von Atomen durch eine kollektive Wechselwirkung miteinander Licht aussenden können. Das Experiment der Physiker hob die Eigenschaften des Quanteneffekts hervor und wird auch Anwendung bei Berechnungen hydrodynamischer Systeme finden.

Wenn die Atome in einem Ensemble sehr nahe beieinander liegen, weniger als eine Wellenlänge voneinander entfernt, interagieren sie miteinander durch ein elektromagnetisches Feld, das es ihnen ermöglicht, gemeinsam Photonen zu emittieren, und zwar mit einer größeren Intensität als jedes einzelne Atom. Dieses Phänomen wird als Superstrahlung bezeichnet und ist nicht nur von theoretischem Interesse für Wissenschaftler, sondern auch von praktischem Interesse, da es in einer Vielzahl von Bereichen rund um die Optik eingesetzt werden kann: von Lasern bis hin zu Quanteninformationstechnologien.

Physiker des Massachusetts Institute of Technology demonstrierten in ihrer Arbeit ein der Superstrahlung ähnliches Phänomen, jedoch in einem mit Öl gefüllten Gefäß.

Die Schaffung von hydrodynamischen Analoga von Quantenphänomenen, die ebenfalls auf Wellen beruhen, beschäftigen Physiker seit langem. Zum Beispiel gibt es hydrodynamische Versionen des Casimir-Effekts, des Aharonov-Bohm-Effekts und sogar Experimente mit dunklen Löchern. Sie ermöglichen es, Phänomene zu untersuchen, die nur schwer oder gar nicht direkt untersucht werden können. In ihren Experimenten gelang es den Physikern, mehrere wesentliche Merkmale der Superstrahlung zu fixieren, indem sie sie in einem vibrierenden Gefäß mit Öl reproduzierten, in dem Hohlräume am Boden als Atome fungierten und sich die Strahlung durch das Erscheinen von Tropfen auf der Oberfläche der Welle manifestierte Verbindung zwischen ihnen.

Für die Studie erstellten die Wissenschaftler einen Behälter mit zwei Vertiefungen von 6 Millimeter Tiefe und 7 Millimeter Durchmesser, deren Abstand zwischen 8 und 12 Millimeter variiert wurde. Sie dienten als Resonatoren, über die Öl in einer dünnen Schicht von 0,75 Millimetern gegossen wurde. Die gesamte Struktur wurde Vibrationen mit einer Frequenz von 39 Hertz mit unterschiedlichen Amplituden ausgesetzt, die die Physiker ausgewählt haben, um die sogenannte Faraday-Grenze zu überwinden – die Grenze, jenseits derer Wellen (Faraday-Wellen) auf der Oberfläche auftauchten. Es stellte sich heraus, dass das Wellenfeld der Störung eines Resonators selbst bei solch großen Entfernungen einen anderen erreichen kann, was es ihnen ermöglicht, langreichweitige Wechselwirkungen durchzuführen.

Das Mesenterium zeigte sich am intensivsten über den Resonatoren, in deren Nähe sich Tropfen von der Oberfläche lösten. Da sich die Wellen beider Resonatoren trafen und interferierten, wirkte sich dies auch auf die Tröpfchenbildung aus. Die Anzahl der pro Sekunde gebildeten physikalischen Tropfen wurde als Strahlung angenommen. In dem von ihnen geschaffenen System entspricht das Erscheinen von Tropfen der Emission eines Photons durch die kollektive Wechselwirkung von Atomen.

Neben der Strahlungsverstärkung hat das hydrodynamische Experiment mit Superstrahlung einige andere Schlüsselmerkmale gemeinsam mit Superstrahlung aus der Quantenoptik. Eine andere Geometrie der Resonatoren würde helfen, die Teilstrahlung zu reproduzieren. Wie die Forscher schreiben, wird die Bildung von Tropfen in ihrem System zu einer neuen Plattform für die Untersuchung der hydrodynamischen Analoga des Phänomens der kollektiven Strahlung von Teilchen und zur weiteren Erweiterung des Feldes der hydrodynamischen Analoga von Quantenphänomenen.

<< Zurück: Ladeanhänger für Elektroautos 17.02.2023

>> Weiter: Corsair HS55 und HS65 Kopfhörer 16.02.2023

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

BMW-Auto wird die grüne Welle fangen 04.08.2015

BMW und das amerikanische Startup Connected Signals haben eine App für Apple iPhone Smartphones auf den Markt gebracht, die Echtzeit-Verkehrsinformationen liefert.

Das Programm heißt EnLighten und kann von der App Store Website heruntergeladen werden. Nach der Verbindung des Smartphones mit dem On-Board Media Center kann der Besitzer des BMW Fahrzeugs auf dem zentralen Display Informationen über Ampeln in Fahrtrichtung sehen. Insbesondere werden der aktuelle Ampelmodus an der nächsten Kreuzung und die Zeit vor dem Umschalten angezeigt.

Das System ermöglicht es Ihnen, anhand von Daten des Navigators und Informationen über die aktuelle Route die optimale Geschwindigkeit für das Fahren in der „Grünen Welle“ zu ermitteln. Es wird davon ausgegangen, dass dies Kraftstoff spart, unnötiges Beschleunigen und Bremsen vermeidet und somit das Leben des Autos rettet.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass im Fall von Kreuzungen mit Ampeln, die mit getrennten Abschnitten des Blinkers ausgestattet sind, die EnLighten-Anwendung dem Timer nur "Pfeile" anzeigen kann, wenn der Fahrer den entsprechenden Blinker einschaltet.

Das System ist derzeit in Portland und Eugene, Oregon, und Salt Lake City, Utah, in Betrieb, wo Ampeln mit einem speziellen Kommunikationsnetz verbunden sind. In Zukunft soll die Geographie des Dienstes erweitert werden.

Voll sehen Archiv für Wissenschafts- und Technologienachrichten, neue Elektronik

Alle Sprachen dieser Seite

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen