Фотон света обладает уникальной природой: он одновременно и волна, и частица. Как собрать эту волну в пучок и повысить ее мощность до нужных высот? Таким вопросом впервые задались создатели лазера. Сегодня лазеры (с разными цветами света: зеленые, красные, фиолетовые) широко используются в компьютерной промышленности и далеко за ее пределами.
Начиная устройством для записи и считывания DVD-дисков и заканчивая сложными системами для контроля спутников на орбите Земли, лазеры необходимы инженерам для сверхточной передачи данных на максимальной скорости — скорости света. В разработке также находятся боевые лазеры. Им найдется применение в любой сфере деятельности. А еще им всегда есть место в фантастических фильмах, когда герои достают лазерные пистолеты. Кто знает, возможно, у нас тоже скоро будут такие.
В США заработал мощнейший лазер в истории — его назвали ZEUS в честь главного бога древнегреческого пантеона. Устройство размером со спортзал выдало мощность в 2 петаватта — это в 100 раз больше, чем вырабатывает вся планета. Такой импульс длится всего миллиардную долю секунды, так что глазом его не заметить, но по мощности он способен переплюнуть все электричество на Земле. И это только начало — ученые считают, что у ZEUS впереди еще более впечатляющие достижения.
Китайские ученые первыми в мире «выстрелили» лазером в спутник, находящийся на орбите Луны. Причем это было сделано днем, когда подобные технологии обычно бессильны. Целью лазера стал исследовательский спутник «Tiandu-1», который находится на расстоянии более 130 тысяч километров от Земли. Это достижение уже сравнивают с тем, как если бы кто-то смог попасть лазером в волос с расстояния 10 километров. Но для чего китайским ученым вообще понадобилось стрелять в спутник, который им же и принадлежит?
Молния чрезвычайно горячая — всего одна вспышка способна нагреть воздух до температуры, в пять раз превышающей температуру поверхности Солнца. Из-за резкого скачка температур окружающий молнию воздух создает раскаты грома, которые мы слышим увидев вспышку. По сути, молния – это мощный электрический разряд, возникающий в грозовых облаках. Попав, например, в дерево или дом, она может стать причиной пожара и гибели людей. Так, чтобы обеспечить защиту зданий и их обитателей от подобной участи, почти три столетия назад американский политик и интеллектуал Бенджамин Франклин изобрел молниеотвод. С тех пор эти металлические решетки над зданиями спасли тысячи жизней и критически важных объектов, а в основу всех последующих разработок в этой области легло изобретение Франклина. И все же недавно произошло кое-что интересное – инженеры разработали устройство для управления молнией с помощью лазера. Последний, как оказалось, работает как громоотвод, рассеивая атмосферные разряды.
Сегодня любой человек имеет возможность купить себе 3D-принтер и печатать нужные вещи прямо у себя дома. Обычно такая техника используется для создания фигурок или недостающих деталей мебели и техники. Но иногда принтерам для трехмерной печати находится применение даже в кулинарии — в них загружается сырье вроде фарша и впоследствии печатаются блюда разных форм и размеров. При этом блюда можно сразу обжаривать при помощи лазеров, тем самым обеспечивая им правильный нагрев и придавая сочность и красивый внешний вид. Недавно ученые Колумбийского университета провели серию экспериментов, чтобы выяснить, чем обжаривание блюд при помощи лазеров лучше готовки в обычной печи. Оказалось, что приготовленная таким образом пища обладает лучшими качествами и позволяет поварам раскрыть свой творческий потенциал.
Когда-то давно солдаты были вооружены примитивными пистолетами и автоматами, но теперь в распоряжении военных есть танки и даже огромные корабли с лазерными установками. Недавно устройство, стреляющее по вражеским целям лазерными лучами, было установлено на десантный корабль USS Portland (LPD 27). То, насколько быстро лазерное оружие способно уничтожать вражескую цель, было показано на видео, опубликованном Военно-морскими силами США. Происходящее напоминает кадры из фантастических фильмов вроде «Звездных войн» — корабль испускает мощный поток энергии и буквально на глазах разрушает своего врага. А врагом, в ходе испытания оружия, служил беспилотный летательный аппарат.
Космический мусор, который образуется в ходе освоения и пребывания людей в космосе, с каждым годом все больше загрязняет орбитальное пространство Земли. В связи с развивающимися перспективами освоения и колонизации других планет, космический мусор образуется зачастую из-за распадающихся космических кораблей, последних ступеней ракет-носителей и различных осколков орбитальных спутников. Основная часть космического мусора распределяется на геостационарной и околоземной орбите нашей планеты, а его наличие несет существенную угрозу для безопасности спутников и космических кораблей на орбите.
Илон Маск не перестает удивлять своим нестандартным подходом к созданию автомобилей и всему, что с ними связано. Совсем недавно широкой публике был представлен Cybertruck (весьма футуристичного вида автомобиль), о чем мы сообщали в отдельно материале. Так что подписывайтесь, чтобы больше не упускать подобное. Однако совсем недавно стало известно, что компания Tesla работает над технологией на основе лазерных лучей, которые будут устанавливаться на лобовые стекла транспортных средств. Данные лучи будут использоваться вместо автомобильных дворников. И это не шутка.
Оглянитесь вокруг — мир меняется прямо на глазах. Совсем недавно, около 10 лет назад, мы не могли себе и представить, что когда-нибудь у нас появятся смартфоны с быстрым интернетом, а по небу будут летать беспилотники с профессиональными камерами. И ведь это еще далеко не все, что мы видим, потому что где-то за городом, на фермерских территориях, тоже внедряются высокие технологии. Помните, в огородах наших бабушек и дедушек стояли одетые в старую одежду пугала? Так вот, о них уже сейчас можно забыть, потому что на смену им пришли лазерные установки, которые отпугивают птиц гораздо лучше.
В 80-е годы прошлого века существовала программа, которая наделала в то время много шума. Называлась она Стратегическая оборонная инициатива (SDI) и разрабатывалась военными США с целью создания систем противоракетной обороны, которая располагались бы в космосе. Нечто подобное сейчас хотят сделать власти Франции, запустив на орбиту Земли спутники с боевыми лазерами. Причем произойдет это совсем скоро.
Все существующие на сегодняшний день системы идентификации личности опираются на уникальные свойства людей, такие как отпечатки пальцев, лицо и даже походка. Однако, мало кто знает, что помимо всего этого, определить личность человека можно по его сердцебиению — каждый удар отражается на теле колебаниями, которые у каждого человека индивидуальны. Именно эту отличительную черту людей использовали военные США для создания лазера, распознающего человека на расстоянии до 200 метров с точностью до 95%.
Против раковых клеток, блуждающих по кровеносной системе, ученые из Университета Арканзаса разработали новое оружие: лазерный луч, который при направлении на кожу проникает в кровеносные сосуды у уничтожает на месте этих маленьких убийц, не давая им накапливаться в организме в виде метастаз. В исследовании, опубликованном в журнале Science Translational Medicine, сообщается о том, что исследователи провели успешные испытания своей системы, точно определив и уничтожив раковые клетки у 27 из 28 добровольцев, принявших участие в клинических испытаниях.
Армия США завершила тендер на создание первого боевого лазера, мощность которого составит 100 киловатт. Победителями оказались американские компании Dynetics и Lockheed Martin, которые привлекут и сторонние организации — в частности, автомобильного гиганта Rolls-Royce. Конкурс проводился еще с середины 2016 года.
Военно-морские силы США собираются оснастить к 2021 году один из своих кораблей мощным лазерным оружием. Установка, получившая название High Energy Laser with Integrated Optical-dazzler and Surveillance (HELIOS), как сообщает Popular Mechanics, представляет собой оборонительную систему, предназначенную для поражения небольших плавательных средств, а также беспилотных летательных аппаратов. Согласно имеющейся информации, HELIOS собираются установить на один из эсминцев, который будет нести службу в Тихом океане.
Группа астрономов из Калифорнийского университета в Беркли провела поиск техносигнатур (следов развитых технологий) у звезды Таби (она же KIC 8462852), которая демонстрирует нетипичное резкое изменение яркости. Согласно одной из гипотез, причиной этому может служить некая инопланетная цивилизация, создавшая возле светила мегаструктуру для сбора звездной энергии. Чтобы проверить это предположение ученые старались найти в световых сигналах звезды следы лазерных технологий. Препринт статьи, описывающий их работу, опубликован в онлайн-библиотеке arXiv и ожидает публикации в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
Подвешенные при помощи лазерного пучка микрометровые глицериновые капли начинают двигаться по орбитам, которые по своей форме напоминают траекторию шаров жонглера. К такому неожиданному открытию пришли физики из Германии и Швеции, которые не только смогли объяснить это явление, но и построили визуальную модель. С ее помощью посмотреть на движение капель можем и мы с вами.
В 1980-е годы изобретатель Александр Белл был намерен создать телефон, который для передачи звука использует свет. Для этого он хотел использовать свойства фотоакустического эффекта, когда материал поглощает свет и испускает звуковые волны. К сожалению, в то время он не смог воплотить свою идею в реальность из-за отсутствия источника света нужной мощности и достаточно чувствительного приемника. Исследователи из Массачусетского технологического института уверяют, что им наконец-то удалось создать такой аппарат.
Новая платформа лазерного наведения, разработанная в Массачусетском технологическом институте, может помочь миниатюрным спутникам вступить в игру высокоскоростной передачи данных. С 1998 года было запущено почти 2000 спутников размером с обувную коробку, известных как CubeSat. Из-за своей миниатюрной формы и того факта, что их можно собирать из готовых деталей, CubeSat значительно дешевле в сборке и запуске, чем традиционные монстры стоимостью сотни миллионов долларов.
Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках варп-двигателя, оценивали пищевые принтеры. Сейчас пришло время для «кожного регенератора» — небольшого устройства, способного залечивать раны и ожоги и восстанавливать первоначальную структуру эпидермальной ткани. Ученые из Аризонского университета под руководством Каушаля Реге как раз занимаются разработкой подобного устройства.
При включении лазерной указки кажется, что ее луч появляется мгновенно. Однако на самом деле фотоны «выстреливают» из нее примерно так же, как это происходит с водой, бегущей из-под крана или из шланга, просто двигаются частицы света настолько быстро, что человеческий глаз не в состоянии заметить это движение. Группа ученых из Калифорнийского технологического института (США), а также Университета Квебека (Канада) создали самую быструю в мире камеру, способную снимать до 10 триллионов кадров в секунду – достаточно для того, чтобы «заморозить время» и производить съемку фотонов лазерного луча, двигающего сквозь пространство.
Системы хранения данных все активнее развиваются с каждым годом. Еще в начале 2000-х объема DVD-дисков вполне хватало для большинства нужд. Затем настала эпоха Blu-Ray и SSD-накопителей. Сейчас вовсю ведутся разработки памяти на основе ДНК, но ученые из Австралии предложили нечто новое: они хотят использовать маломощный лазер и нанокристаллы соли.