Большинство технологий сегодня полагаться на приборы, что транспорт энергии в виде света, радио, или механические колебания и волны. Однако, эти волны-направляющие каналы подвержены расстройству и повреждению, либо в производство или после их развертывания в суровых условиях.
Исследователи из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн Грейнджер колледжа машиностроения экспериментально продемонстрирован новый способ транспортировки энергии даже через волноводные, что неисправен, и даже если расстройство-это кратковременное явление во времени. Эта работа может привести к гораздо более надежные устройства, которые продолжают работать, несмотря на повреждения.
Гаурав Баль, доцент в механической науки и техники, и Тейлор Хьюз, профессор физики, опубликовали результаты своих исследований в природе связи. Эту важную работу возглавил научный сотрудник Инбар Гринберг, также в механический науки и техники.
Их статья, «надежные временные насосные в магнито-механических топологического изолятора,» подробности демонстрации топологического насоса, система, которая производит по требованию, надежную транспортировку механическую энергию, когда это периодически приводимый во времени. Исследователи построили топологические насос с помощью одномерной магнито-механический искусственный материал, состоящий из пружин, масс и магниты.
Вдохновением для насос пришел лауреатом Нобелевской премии работы физик Дэвид Таулеса’ с 1983 года, в которой он предложил схему для достижения квантованных транспорта одиночных частиц, например, электронов, путем периодического потенциала, например, цепочки из атомов. Основополагающий принцип заключается в том, чтобы постепенно, периодической модуляции структуры цепи как функцию времени. По завершении каждого периода насосная цикла, одной частицы должны войти в цепь на одном конце, и одновременно одной частицы должны выйти на другой конец цепи. Это надежно происходит, даже если цепочка атомов имеет некоторое небольшое количество беспорядка.
Этот тип системы называется насос, потому что его техническое описание вызывает видение Архимедов винт, ручной коленчатого водяной насос с исторических справок, восходящих к Древнему Египту.
Исследователи Грейнджер взяла идею Таулеса и реализовали ее в механическую топологические насоса. Заметным отличием является то, что их насос перемещает механическую энергию, а не частицы или воды, по всей цепочке в один период насосного цикла. Кроме того, насос успешно работает, даже если цепь имеет значительное количество беспорядка в пространстве или во времени. Для полной аналогии с водой винтовой насос, исследователи питается их демонстрации с вращающегося коленчатого вала.
«В конечном счете, мы хотели бы расширить эту демонстрацию, чтобы произвести точно так же упругой волны-направляющие для света, звука и электричества», — пояснил Баль. «Мечта-поставить сигнал на один конец одномерного канала, и быть гарантированно обеспечен транспортом на другой конец, в прочном моды всякий раз, когда пользователь хочет его. Мы считаем, что топологические насосы являются отличным способом, чтобы сделать это».
Волоконно-оптических и медных линий формируют основу всех наших коммуникационных технологий. В настоящее время, средний урон по таким каналам связи, например, что-нибудь, но полное отключение-может снизить уровень сигнала и даже привести к нежелательным размышлениям, которые негативно влияют на объем данных, что эти каналы могут нести.
Исследовательская группа считает, что топологическая накачка может стать отличным решением в таких случаях.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!