Начнем со световодов – так называют в Польше оптическое волокно. Напомню, что оптическое волокно представляет собой нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик); используется для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. У польского оптического волокна совсем другое задание, - говорит доктор технических наук Томаш Насиловский, председатель правления фирмы InfoTech: «Традиционное оптическое волокно сделано так, чтобы на передачу сигнала по ним не влияли внешние факторы. Ведь никто из нас не хотел бы, чтобы во время, скажем, бури образ в его телевизоре искажался или «скакал». Мы хотим, чтобы наше новое оптическое волокно обладало совершенно иными свойствами, чтобы оптические датчики могли не только распознать внешний фактор, но и измерить его».
Ученый подчеркивает, что оптическое волокно, подобно электронике, могут использоваться практически везде. Нужно только придумать, где и как они могут пригодиться – начиная с медицины, заканчивая воздушными перелетами и космосом.
Необычайно чувствительные датчики из оптического волокна позволяют считывать информацию в огромном количестве (эквивалент 100 тысяч отдельных электронных датчиков), и одновременно осуществлять контроль каждого датчика.
«Одни наши разработки касаются отдельных датчиков, другие – целых систем датчиков, которые могут обработать информацию, необходимую для операторов. Например, для мониторинга критической инфраструктуры, то есть для газопроводов, трубопроводов, резервуаров», - говорит разработчик Мацей Новаковский.
Датчики из оптического волокна позволяют также контролировать температуру, отклонения и колебания, а это применятся во многих отраслях экономики и в медицине. Такие датчики в постоянном режиме и с большой точностью могут считывать технические показания, например, натяжение и другие параметры, которые решают о безопасности использования – например, конструкции зданий, железнодорожных путей или в сетях высокого напряжения.
***
Исследования ученых из Центра теоретической физики Польской академии наук в Варшаве расширили знания на тему квантовых свойств материи. В недалеком будущем их применение позволит ускорить развитие новых технологий, например, таких, как квантовые компьютеры или атомные часы. Результаты, полученные при участии польских физиков, это достижения мирового масштаба.
Традиционно выделяют три агрегатных состояния материи: твёрдое, жидкое и газообразное.
О возможности новой неизвестной формы материи еще в 1924 году говорил Альберт Эйнштейн. Его теория предусматривала существование чего-то, что позже получило название «Конденсат Бозе-Эйнштейна». Это агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю (-273,15 градусов по шкале Цельсия). Далее поясняет профессор Казимеж Жонжевский: «Если газ охладить до температуры немного выше абсолютного нуля, тогда начинают проявляться квантовые свойства атомов. При такой низкой температуре они по-другому себя ведут и становятся похожими на волны. Каждый атом представляет собой маленькую волну. А если очень сильно снизить температуру, то эти волны соединяются в одну большую волну материи. И это по сути является конденсатом Бозе-Эйнштейна».
Итак, этот конденсат состоит из облака охлажденных до сверхнизкой температуры атомов, за счет взаимодействий определенного рода квантовые состояния всех атомов синхронизируются друг с другом и все облако конденсата начинает вести себя как один большой атом, что позволяет ученым наблюдать за квантовыми эффектами. Более того, управлять ими.
В новом методе для охлаждения и компрессии облака конденсата Бозе-Эйнштейна используется исключительно лазерный свет, что позволяет не только ускорить весь процесс, но и сохранить большее число исходных атомов, из которых формируется облако конденсата.
Реализация проекта длилась более трех лет с 2016 до 2019 года. В исследования, кроме поляков, включились также физики из Орхусского университета в Дани и Ганноверского университета в Германии. Руководил проектом датский ученый профессор Ян Арльт.
Исследования, связанные с конденсатом Бозе-Эйнштейна и облаками холодных атомов уже ускоряют развитие многих новых технологий.
***
Завершаем наш выпуск научно-популярной рубрики археологической темой. Речь пойдет о Макурии или Макурре, древнем царстве на территории современного Северного и Южного Египта. Оно Относится к группе нубийских государств, возникших в бассейне Нила спустя несколько веков после падения царства Куш.
До XIV царство Макурры было процветающим христианским анклавом, который соседствовал на севере с арабско-мусульманской культурой. Когда в 1364-1366 годах правитель Макурры принял решение оставить Донголу, столицу царства, жители этого города стали быстро переходить на ислам.
Феномен этой бескровной смены вероисповедания и общественной трансформации исследует группа польских ученых из Центра средиземноморской археологии Варшавского университета, которые получили на эту цель грант Европейского исследовательского совета (European Research Council) в размере 1,5 млн евро. Польские ученые завершили первую из четырех археологических экспедиций.
Раскопки занимают довольно большую площадь – 200 гектаров. Проект охватывает только территории цитадели у реки Нил. Ученые начали исследования верхнего, то есть самого молодого слоя: город, улицы и площади, которые соединяли дома.
Пока что ученые не знают, что произошло после того, как правитель Макурры покинул Донголу. Им предстоит ответить на такие вопросы: покинули ли город также его жители, поселились ли здесь мусульмане, которые вытеснили христиан.
В следующих выпусках научно-популярной рубрики мы подробнее расскажем об этих исследованиях польских археологов.
PR1/ik