Огледалата зад напредналите технологии

22/09/2024 16:49

Високо в планината, в пустинята Атакама в Чили, Европейската южна обсерватория (ESO) в момента строи най-големия оптичен телескоп в света.
Не е загубено време за избор на име - то ще се нарича Extremely Large Telescope или ELT.
Вместо това огромна енергия е влязла в проектирането и изграждането нанай-голямото око в света на небето", което трябва да започне да събира изображения през 2028 г. и е много вероятно да разшири нашето разбиране за Вселената.
Нищо от това не би било възможно без някои от най-модерните огледала, правени някога.
Д-р Елизе Вернет е специалист по адаптивна оптика в ESO и наблюдава разработването на петте гигантски огледала, които ще събират и насочват светлината към измервателното оборудване на телескопа.
Всяко от персонализираните огледала на ELT е подвиг на оптичния дизайн.
Д-р Вернет описва 14-футовото (4,25 м) изпъкнало огледало M2 катоизкуство“.
Но може би огледалата М1 и М4 най-добре изразяват нивото на сложност и прецизност, които се изискват.
Основното огледало, М1, е най-голямото огледало, правено някога за оптичен телескоп.
"Той е с диаметър 39 метра, съставен от [798] шестоъгълни огледални сегменти, подравнени така, че да се държи като перфектно монолитно огледало", казва д-р Вернет.
М1 ще събере 100 милиона пъти повече светлина от човешкото око и трябва да може да поддържа позиция и форма до ниво на прецизност 10 000 пъти по-фина от човешка коса.
М4 е най-голямото деформируемо огледало, правено някога и ще може да променя формата си 1000 пъти в секунда, за да коригира атмосферната турбуленция и вибрациите на самия телескоп, които иначе биха могли да изкривят изображенията.
Гъвкавата му повърхност е съставена от шест венчелистчета от стъклокерамичен материал, който е с дебелина по-малка от 2 мм (0,075in).
Венчелистчетата са направени от Шот в Майнц, Германия и след това изпратени до инженерната фирма Safran Reosc точно извън Париж, където са полирани и сглобени в цялостното огледало.
Всичките пет огледала са почти завършени и скоро ще бъдат транспортирани до Чили за монтаж.
Докато тези огромни огледала ще бъдат използвани за улавяне на светлината на космоса, съседите на ESO в Гархинг, в Института за квантова оптика на Макс Планк, са създали квантово огледало, което да работи в най-малките мащаби, които можем да си представим.
През 2020 г. изследователски екип успя да накара един слой от 200 подравнени атома да се държат колективно, за да отразяват светлината, ефективно създавайки огледало, толкова малко, че не може да се види с просто око.
През 2023 г. те успяват да поставят един атом с микроскопичен контрол в центъра на масива, за да създадатквантов превключвател“, който може да се използва за контрол дали атомите са прозрачни или отразяващи.
"Това, което теоретиците предсказаха, и ние го наблюдавахме експериментално, е, че в тези подредени структури, след като се абсорбира фотон и той се преизлъчва, неговата действително излъчена [в една предвидима] посока и това го прави огледало", казва д-р Паскал Векесер, постдокторант в института.
Тази способност да се контролира посоката на отразяваната от атома светлина може да има бъдещи приложения в редица квантови технологии като, например, защитени от хак квантови мрежи за съхранение и предаване на информация.
Още на северозапад в Оберкохен близо до Щутгарт, огледала с друг екстремен имот се правят от Zeiss.
Компанията за оптика прекарва години в разработване на ултраплоско огледало, което се е превърнало в ключов компонент в машините, които печатат компютърни чипове, наречени екстремни ултравиолетови литографски машини или EUVs.
Холандската компания ASML е водещият световен производител на EUVs, а огледалата Zeiss са основен компонент от тях.
EUV огледалата на Zeiss могат да отразяват светлината при много малки дължини на вълните, което дава възможност за яснота на изображението в малък мащаб, така че все повече транзистори могат да бъдат отпечатани на една и съща област от силициева вафла.
За да обясни колко плоски са огледалата, д-р Франк Ромунд, президент на полупроводниковите производствени оптики в Цайс, използва топографска аналогия.
"Ако вземете огледало за домакинството и го взривите до размерите на Германия, най-високата точка на издигане ще бъде 5 метра.
На космическо огледало [както в космическия телескоп Джеймс Уеб], тя ще бъде 2 см [0,75 инча].
На EUV огледало ще бъде 0,1 мм", обяснява той.
Тази ултрагладка огледална повърхност, съчетана със системи, които контролират позиционирането на огледалото, също направени от Zeiss, дават ниво на точност, еквивалентно на отскачаща светлина от EUV огледало на земната повърхност и избиране на топка за голф на Луната.
Докато тези огледала може вече да звучат крайно, Zeiss има планове за подобрение, за да помогне да се направят още по-мощни компютърни чипове.
Имаме идеи как да развием EUV по-нататък.
До 2030 г. целта е да има микрочип с един трилион транзистори върху него.
Днес сме може би на сто милиарда." Тази цел се доближи до най-новите технологии на Zeiss, което позволява отпечатването на около три пъти повече структури на една и съща област от сегашното поколение машини за производство на чипове.
Индустрията на полупроводниците има тази доминираща силна пътна карта, която осигурява барабанен бийт за всички играчи, допринасящи за решението.
С това ние сме в състояние да осигурим напредък по отношение на производството на микрочипове, което днес позволява неща като изкуствен интелект, които бяха немислими дори преди десет години", казва д-р Ромунд.
Това, което човечеството ще разбере и на което ще бъде способно след десет години, остава да се види, но огледалата без съмнение ще бъдат в основата на технологиите, които ни отвеждат там.

Other Articles in News

News Image
Защо и бизнесът, и измамниците обичат платежната система на Индия

Всеки ден, през последните седем години, Арун Кумар е организирал сергията си за плодове на оживена улица в Мумбай. Това не е лесен начин за изкарване на прехраната. Да бъдеш уличен продавач е предизвикателство. Има страх да не бъда ограбен или, тъй като не съм лицензиран продавач, местният орган мо...

Read more
News Image
Как AI подхранва несигурността за разработчиците на игри

Много съм наясно, че мога да се събудя утре и работата ми може да изчезне", казва Джес Хайланд. Художничката на видеоигри казва, че индустрията, в която е работила почти 15 години, в момента е наразтърсена" почва. Бум на играчи и печалби по време на пандемията предизвика вълна от инвестиции, разшире...

Read more
News Image
Как ще изглеждат бъдещите въздушни боеве с кучета?

Летя с изтребител тайфун над Ирландско море и имам голям проблем. На опашката ми има враждебен самолет и без значение как натискам джойстика или си играя с газта, този враг все още е там. Заплахата е представена от черен триъгълник на компютърния екран пред мен, който също показва тайфунен кокпит. А...

Read more
News Image
Защо технологичните братя се обръщат към Тръмп

Доналд Тръмп, чието време го превърна в парий за мнозина в света на бизнеса, намери нови шампиони сред технологичните лидери, докато пътят му обратно към Белия дом се оформя. Илон Мъск, най-богатият човек в света, се превърна в най-голямото име, което досега е хвърляло тежестта си зад бившия президе...

Read more
News Image
Състезателите по риалити не изглеждат истински.

Валери Пенсо-Кукулич знае едно-две неща за избора на състезатели за риалити шоута. Тя е режисьор на кастинги за такива програми като Love Island USA, The Real Housewives of Dubai и The Millionaire Matchmaker. Г-жа Пенсо-Кукулич казва, че изкуственият интелект е направил първия контакт с кандидатите...

Read more
News Image
Може ли технологията да поправи "счупената" система за издаване на билети за концерти?

За родния Нашвил Джаки Трап, който лети за Европа това лято, за да види идола си Тейлър Суифт на живо, беше "без мозък". С най-евтините билети за оставащите американски дати от продължаващото турне на Суифт Eras Tour, което сега струва 2500 долара ( 2,000) на пазара за препродажба, в сравнение с ном...

Read more
News Image
Дали улавянето на въглерод е ефективен начин за справяне с CO2?

Може да е сцена от научна фантастика. Извисяващите се над тъмни, мъхести полета от лава са купища шумни машини с размерите на контейнери за корабоплаване, куполи и зиг-заг сребърни тръби. Намира се на 30 км (19 мили) югозападно от столицата на Исландия Рейкявик, това е най-голямото в света съоръжени...

Read more
News Image
Може ли Австралия да се превърне в зелена водородна суперсила?

"Ако си спомняте, че сте били дете и взривявате балон или в млечен шейк, бузите ви се възпаляват, защото има енергийно наказание, свързано с образуването на балони." Пол Барет, роденият в Дъблин главен изпълнителен директор на австралийската фирма за зелена енергия Hysata, обяснява плана за създаван...

Read more
News Image
"Суперхраната" превзема нивите в Северна Индия

Подобно на баща си и дядо си преди него, Пул дев Шахни веднъж изкарва прехраната си, като се гмурка на дъното на кални водоеми с дълбочина 8 фута (2,4 м). Преди се гмурках в 7 до 8 фута вода в продължение на часове на ден - излизах на повърхността, за да дишам след 8 до 10 минути, обяснява г-н Шахни...

Read more
News Image
Без смях - как AI помага на комиците да пишат шеги

Защо политикът донесе стълба на дебата? За да се увери, че може да достигне нови висоти с обещанията си!" Помолете AI да напише политическа шега, а горното е пример за това, което можете да получите. Може би не достатъчно смешно, за да се представи на сцената пред платена публика, но това не означав...

Read more