Самый мощный оптический микроскоп в мире позволит разглядеть живые вирусы.

Ученые из Манчестерского университета объявили о создании самого мощного в мире оптического микроскопа. Этот микроскоп, названный"микросферический наноскоп"(microsphere nanoscope),для получения изображения использует крошечные сферы из оптически прозрачного кварцевого стекла. Затем изображения с этих микролинз увеличиваются обычным оптическим микроскопом. Наноскоп позволяет пользователям рассмотреть объекты, размерами около 50 нанометров, при нормальном уровне освещения, фактически в 20 раз меньше, чем объекты, которые можно рассмотреть в самые лучшие экземпляры обычных оптических микроскопов.

Электронные микроскопы давно уже способны к отображению необычайно малых объектов, но, в отличие от оптических микроскопов, электронные микроскопы могут видеть внешние границы объектов, таких как живые клетки. С помощью же оптического микроскопа можно заглянуть внутрь клеток, даже без использования предварительного окрашивания последних. Потенциально, микроскоп с такой разрешающей способностью может позволить ученым увидеть и наблюдать за действиями живых вирусов, что позволит лучше понять принципы их устройства и выработать эффективные методы борьбы с ними.

В то время, как наноскоп уже установил рекорд по разрешающей способности, Манчестерские ученые полагают, что не существует никакого теоретического предела для увеличения разрешающей способности нового микроскопа. А это позволит ученым увидеть объекты еще меньших размеров и живые объекты, не разрушая их при этом, что сулит совершенно новые открытия в самых различных областях науки.

Источник

Полупроводниковый сердечник повышает эффективность оптоволоконных линий связи.

Современные оптоволоконные линии связи способны передавать более терабайта информации в секунду, но это не означает, что в этой области уже нечего улучшать и совершенствовать. Одно из таких усовершенствований, о котором было объявлено совсем недавно, заключается в создании внутри волокна кварцевого стекла канала, заполненного полупроводниковым материалом, селенидом цинка. Этот новый класс волоконной оптики, изобретенный и изготовленный учеными Пенсильванского университета, позволяет"более эффективное и гибкое управление распространением света в волоконно-оптическом кабеле".Новая технология может найти свое применение не только в области информационных технологий и коммуникаций, а так же и в медицине, области экологического контроля и, конечно, в военной области.

Известно, что расположение атомов вещества в стекле весьма неупорядочено, что порой препятствует прохождению света через это стекло. У прозрачных полупроводниковых веществ, таких как селенид цинка, наоборот, кристаллическая решетка имеет строгую упорядоченную структуру, что позволяет распространение в их среде более длинноволнового света. Что бы изготовить новые оптические волокна ученые использовали полые стеклянные капилляры. Используя уникальную технологию химического смещения под давлением, они смогли ввести в полость волокна сердечник из селенида цинка.

При проведении экспериментов было замечено, что новые оптические волокна работали, т.е. имели более низкий коэффициент затухания света, со световыми импульсами различных длин волн, включая волны света инфракрасного диапазона. А это, в свою очередь, может стать основой для создания оптоволоконных лазеров инфракрасного диапазона с длиной волны до 15 микрон.

Результаты этих исследований были изданы в последнем выпуске журнала Advanced Materials.

Источник

В двух британских аэропортах появились первые голографические"сотрудники".

Пассажиров, убывающих из Манчестерского аэропорта и Лутонского аэропорта Лондона, с начала этой недели встречают и оказывают некоторую помощь новые голографические сотрудники. Эти голограммы, сделанные с реальных служащих аэропорта Джона Уолша и Джули Кэппер, объясняют пассажирам, входящим в зону контроля терминала, правила поведения в этой зоне, описывают всю процедур прохождения предполетного досмотра и рекомендуют приготовить все необходимые посадочные документы.

Эти два изображения, названные"Джон"и"Джули",были созданы компанией Musion Eyeliner, известной своей работой по созданию движущихся голографических изображений для популярной группы Gorillaz. Благодаря использованию самых последних достижений голографической техники, голограммы сотрудников при не очень ярком освещении очень трудно отличить от живых людей, в чем можно убедиться, просмотрев приведенный ниже видеоролик.

"Сейчас мы только начали использование голографической технологии Musion, а насколько она окажется эффективной смогут показать только"боевые"испытания, которым она подвергнется во время периодов пиковых нагрузок, к примеру, во время школьных каникул"-рассказал представитель службы Манчестерского аэропорта. Можно добавить, что голографическая система для обоих аэропортов разрабатывалась в тесном сотрудничестве с британской компанией Tensator, одной из специализаций которой является разработка цифровых систем управления очередями для различных учреждений.

Источник

Используя специальные кристаллы, исследователи сделали невидимой … скрепку для бумаг.

Исследователи уже достаточно долго бьются над решением проблемы создания невидимости, с помощью которой можно будет оптически скрыть объекты в широком диапазонедлин волн света. Использование покрытий из различных материалов, различных сложных форм и сложных композитных материалов, так называемых метаматериалов, давало некоторые положительные результаты, но в подавляющем большинстве случаев невидимость проявлялось только в пределах микроскопических размеров и очень узкой части спектра, порой очень далекой от спектра видимого света. Ученые двух независимых лабораторий, одной в Бирмингемском университете в Великобритании, другой в Массачусетском технологическом институте, успешно использовали кристаллы кальцита естественного происхождения для сокрытия достаточно больших объектов, видимых невооруженным взглядом, во всем спектре видимого света.

Кальцит это кристаллическая форма карбоната кальция, широко распространенная в природе. У этого материала есть ряд уникальных оптических свойств в области преломления лучей света и поляризации. В экспериментах обоих лабораторий ученые использовали сложную согласованную оптическую систему, изготовленную из склеенных кристаллов кальцита, имеющих противоположные направления оптической оси кристалла. Окруженные такими кристаллами объекты, металлическая дробинка, размером с горошинку черного перца, и скрепка для бумаги, стали полностью невидимыми. Кристаллы отразили и преломили проходящий свет таким образом, что объект, находящийся на пути света, полностью скрывался.

Сами исследователи признают, что данная технология получения невидимости является в настоящее время весьма ограниченной, с ее помощью можно скрыть только те предметы, которые умещаются внутрь кристалла. Но ученые из Массачусетского технологического института утверждают, что у них есть идеи, как с помощью кристаллов кальцитаможно будет скрыть объекты любых размеров. Вполне вероятно, что именно кальцит естественного или искусственного происхождения может стать основой для создания новых метаматериалов, с помощью которых удастся реализовать полноценную невидимость.

Источник

Китайские ученые спроектировали работающий"силовой луч".

Силовой луч, тянущий луч - эта технология фигурирует в космических научно-фантастических произведениях уже давным-давно. И, как часто это мы наблюдаем, многие идеи,высказанные фантастами в последнее время, становятся реальностью благодаря усилиям ученых. Команда китайских ученых из Фуданьского университета в Шанхае (Fudan University) теоретически разработали метод, с помощью которого можно получить силу притяжения с помощью луча света лазера.

Конечно, используя такой луч, не получится захватить транспорт космических повстанцев. Это будет работать, да и то пока в теории, только на наноуровне, но достигнутый при этом эффект демонстрирует необычный разворот вектора действующей силы. Известно, что падающий поток света создает импульс силы, направленный в сторону распространения света, своеобразный толчок, этот принцип используют вошедшие недавно в моду космические аппараты с солнечными парусами. Используя специальную оптическую систему, удовлетворяющую нескольким условиям, ученым удалось превратить"толчок"в"притяжение".

Одним из условий работоспособности оптической системы является малая длительность импульса света, чем короче будет импульс, тем, как это ни парадоксально, будет величина"притягивающего"воздействия. Вторым основным условием является создание вокруг объекта, который предполагается"тянуть"сложного магнитного многополюсного поля, которое должно быть в возбужденном состоянии во время прихода импульса света. Если падающий под"правильным"углом свет рассеивается магнитным полем в"правильных"направлениях, то это создает отрицательный импульс силы, позволяя объекту быть притянутым к источнику света.

Сделанное открытие вряд ли приведет к появлению силовых лучей, установленных на спутниках, космических базах и военных кораблях. Но это вполне может использоваться на наноуровне для управления наночастицами и частями наномеханизмов, которые в будущем будут являться элементами более сложных электро-опто-микромеханических систем.

Более подробно об этом открытии, сделанном китайскими учеными, можно прочесть поэтому адресу.

Источник

У электричества появился родственник -"магнетричество".

Команде ученых-физиков удалось в объеме небольшого кристалла, длиной около одного сантиметра, создать раздельные магнитные"заряды",северные и южные магнитные полюса, и заставить их течь в нужном направлении. Эти движущиеся магнитные заряды ведут себя почти таким же образом, как и электрическиезаряды, переносимые электронами, текущие по проводникам и элементам электронных схем. Сделанное открытие, вероятно, может быть использовано для развития области"магнетроники",смежной с областью электроники, но использующей для своей работы движение магнитных зарядов.

Известно, что обычные магниты всегда имеют два полюса - южный и северный. Даже если разделить магнит на несколько частей, каждая из этих частей будет иметь два разных полюса. Но магнитные молекулы материала, называемогоспиновым льдом(spin ice),имеют форму нескольких соединенным между собой треугольных пирамид, которая не позволяет им упорядочиваться таким образом, что бы стать классическим магнитом с двумя разными полюсами. В большинстве случаев молекула спинового льда представляет собой два магнита, обращенные внутрь одноименными полюсами.

Еще в 2009 году Стивен Брэмвелл (Steven Bramwell), ученый-физик из Университетского колледжа Лондона (University College of London), обнаружил, что иногда молекулы спинового льда разрушаются."Дипольная молекула раскалывается, образуя две молекулы, обладающие свойствами монополя"-рассказывает он. Эти две монопольные части молекулы могут перемещаться от одной молекулы к другой, вызывая цепную реакцию разрушения.

Некоторые из ученых подвергли сомнению правомерность использования понятия"монополь".Это понятие, введенное в 1931 году в область теоретической физики Полом Дирэком, традиционно связывают с космическими монополями, которые, как считается, были созданы во время Большого Взрыва."Реальный монополь является обособленным магнитным зарядом, способным существовать только в вакууме"-утверждает Михаэль Бониц (Michael Bonitz), физик из Института Теоретической Физики и Астрофизики в Киле, Германия. -"А то, что получили эти ученые, является всего лишь сложной системой конденсированного вещества".

Тем не менее, в пределах кристалла спинового льда эти блуждающие магнитные полюса ведут себя в точности как монополи, перенося магнитные заряды. Поведение и взаимодействие этих зарядов вполне предсказуемо, оно полностью подчиняется физическому закону, который описывает взаимодействие электрических зарядов, закону Кулона. Используя короткие импульсы магнитного поля, Брэмвелл и его команда нашли способ создания и управления упорядоченными потоками магнитных зарядов - так называемого"магнетричества".Эти потоки, циркулирующие внутри кристалла в течение длительного времени, ведущие себя подобно электрическому току, могут стать основой для создания совершенно нового типа приборов, устройств и породить совершенно новую область - магнетронику. Конечно, это произойдет не сегодня и даже не завтра с учетом того, что сейчас все эти процессы проявляются только внутри кристаллов и при температурах, близких к температуре абсолютного нуля.

Источник

Лучшие изображения, ставшие победителями конкурса 2010 International Science and Engineering Visualization Challenge.

Представляем Вашему вниманию несколько снимков, получивших призовые места в конкурсе 2010 International Science and Engineering Visualization Challenge. Этот конкурс проводится совместными усилиями журнала Science и Национального научного фонда (National Science Foundation), а участники конкурса должны в своих работах, имеющих непосредственное отношение к различным областям науки и техники, продемонстрировать безукоризненное мастерство исполнения и новизну предоставляемого материала. Полный список участников конкурса и победителей был опубликован в последнем выпуске журнала Science, а на нашем сайте мы продемонстрируем самые интересные из снимков участников, ставших победителями конкурса 2010 International Science and Engineering Visualization Challenge.

Самая подробная в мире 3D-модель вируса ВИЧ.

Снимок с изображением этой модели представлен в самом начале этой статьи. Эта модель воссоздана на основании данных, полученных от множества источников и публикаций в области вирусологии, рентгенографии и спектроскопии. В данной модели вируса реализовано самое точное пространственное расположение белков и молекул, составляющих вирус, а так же их пространственное строение.

Бактериофаг T4

На данном снимке показан вирус-бактериофаг, заражающий бактерию. Такие бактериофаги заражают бактерии, заставляя бактерию выполнять полезные с точки зрения самого вируса функции, которые выражаются в копировании и размножении изначального вируса.

Структура белка одного из видов дрожжей.

Эта компьютерная трехмерная модель является представлением структуры одного из белков дрожжей. Желтым цветом показаны цепочки ДНК, а фиолетовым цветом - белки-пружины, за счет которых молекула приобретает такую необычную форму.

Введение в мир грибов.

Этот информационный плакат не нуждается в подробном комментировании поскольку все детали, представленные на нем, просты и понятны. А в общем можно сказать, что на плакате представлены различные виды грибов, существующие в нашем мире, и как они используются людьми в повседневной жизни.

Волны на воде.

Это синее изображение фактически является изображением волнистого монослоя на поверхности золота, самособравшегося из двух различных типов молекул. Способностьуправлять свойствами поверхностей на наноуровне может привести к настоящим прорывам в области материаловедения.

Волоски на поверхности семени обычного помидора.
Последнее представленное изображение является изображением крошечных волосков на поверхности семени обычного помидора. Эти волоски выполняю роль защиты семени от насекомых и за счет них семя надежно прикрепляется к почве.

Источник