เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง คลื่นเสียงประเภทผิดปกติที่สามารถเดินทางย้อนกลับในอวกาศและก่อนหน้านี้เคยพบเห็นได้เฉพาะในระบบควอนตัมที่เย็นจัดก็อาจมีอยู่ในอุณหภูมิแวดล้อมในวัสดุที่ประดิษฐ์ขึ้นอย่างเทียม นักวิจัยนำโดยMartin Wegener จาก สถาบันเทคโนโลยี Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ของเยอรมนีพบหลักฐานของคลื่นเสียงที่ผิดปกติเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่า rotons ในสิ่งที่เรียกว่า “metamaterial”
ซึ่งออกแบบมาเพื่อกำหนดทิศทางการไหลของคลื่นอะคูสติก
ผลที่ได้อาจทำให้ควบคุมเสียงในอากาศและวัสดุที่เป็นของแข็งได้ง่ายขึ้นในคลื่นเสียงปกติหรือโฟนอน พลังงานของคลื่นเสียงที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามโมเมนตัมของมัน อย่างไรก็ตาม สำหรับโรตัน พลังงานต่ำสามารถเชื่อมโยงกับโมเมนตัมสูงได้ ความถี่บางอย่างของโรตอนยังสร้างโหมดเสียงที่มีอยู่ร่วมกันสามโหมดที่มีโพลาไรเซชันเดียวกันแต่มีความยาวคลื่นต่างกัน โหมดที่ช้าที่สุดในสามโหมดนี้คือคลื่นย้อนกลับหรือ “กระแสย้อนกลับ” ตามที่Richard Feynman นักฟิสิกส์ใน ศตวรรษที่ 20 กล่าวไว้
จนถึงปัจจุบัน roton ซึ่งเหมือนกับ phonons เป็นอนุภาคที่กระตุ้นร่วมกันหรือ quasiparticles ได้รับการศึกษาเฉพาะในระบบควอนตัม ultracold เช่น helium-3 และล่าสุด Bose-Einstein condensates (BECs) ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยอิเลคตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงต่อกันในลักษณะที่ช่วยให้พวกมันทำตัวเหมือนซุปเปอร์ฟลูอิด นั่นคือของไหลที่ไหลโดยไม่มีการเสียดสี พฤติกรรมของไหลยิ่งยวดนี้ได้รับการทำนายครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต เลฟ แลนเดา ผู้เสนอว่าสิ่งนี้เกิดจากการมีโฟนอนและโรตอน อย่างไรก็ตาม superfluid helium-3 และ BECs มีอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เท่านั้น ซึ่งค่อนข้างจำกัดการใช้งานทางเทคนิคของพวกเขา
พฤติกรรมเหมือนโรตอนWegener และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบ metamaterials ของแบบจำลองเพื่อให้แต่ละหน่วยหรือเซลล์ภายในวัสดุมีปฏิสัมพันธ์กับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดอันดับสาม จากนั้นนักวิจัยได้ใช้โครงสร้างเหล่านี้เพื่อ “หล่อหลอม” การไหลของคลื่นเสียงผ่านวัสดุ ในการจำลอง พวกเขาสังเกตพฤติกรรมเหมือนโรตอนโดยไม่มีผลกระทบจากควอนตัมภายใต้สภาวะแวดล้อมปกติและเกือบทุกความยาวคลื่น
Rotons พบในคอนเดนเสทของ Bose–Einstein
นักวิจัยของ KIT ได้เริ่มสร้าง metamaterials จริงตามการออกแบบของพวกเขาแล้ว ในการทำซ้ำโครงสร้างในการจำลอง พวกเขากำลังใช้เทคนิคการพิมพ์ด้วยเลเซอร์แบบ ultraprecise ที่สามารถ “เขียน” โครงสร้างจุลภาคต่างๆ ได้โดยใช้ “ปากกา” ที่เน้นแสงในสามมิติ Wegener บอก กับ Physics Worldว่า “ขณะนี้เรากำลังดำเนินการค้นหาหลักฐานการทดลองโดยตรงสำหรับการมีอยู่ของโรตอน” “เราหวังว่าจะส่งผลของเราสำหรับการตีพิมพ์เร็ว ๆนี้ ”
นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) มี เป้าหมายที่จะสร้างอุปกรณ์สวมใส่ที่เชื่อมต่อกับผิวหนังแบบใช้พลังงานได้อิสระ โดยใช้ร่างกายมนุษย์เป็นสื่อกลางในการกู้คืนพลังงานพร้อมกันในอุปกรณ์ที่เอว ข้อมือ แขน ข้อเท้าและต้นขาด้วยกำลังเพียงจุดเดียว แหล่งที่มาเช่นโทรศัพท์มือถือในกระเป๋า อีกทางหนึ่ง อุปกรณ์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียงในสภาพแวดล้อมโดยรอบ ซึ่งเชื่อมต่อเข้ากับพื้นผิวเพื่อสร้างเส้นทางการส่งผ่านที่มีการสูญเสียต่ำ
ผลการวิจัยของทีมที่ตีพิมพ์ในNature Electronicsแสดงให้เห็นว่าการส่งกำลังแบบควบคู่ไปกับร่างกายสามารถกู้คืนพลังงานได้เพียงพอ แม้ว่าอุปกรณ์ตัวส่งและตัวรับจะอยู่ที่ปลายอีกด้านของร่างกาย (เช่น ข้อเท้าและหน้าผาก)
“เรากำลังพลิกโต๊ะเพื่อใช้ร่างกายมนุษย์เป็นสื่อ แทนที่จะเป็นอุปสรรค เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ” เจอรัลด์ ยู ผู้เขียน อาวุโส อธิบาย
ร่างกายมนุษย์เป็นเส้นทางการส่งผ่านการสูญเสียต่ำ
อุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานประกอบด้วยอิเล็กโทรดสำหรับรับสนามไฟฟ้า (ระหว่าง 20 ถึง 80 MHz) บนผิวหนังและส่งต่อไปยังเครื่องรับ นักวิจัยทำแผนที่พลังงานที่ได้รับทั่วทั้งร่างกายโดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ ในแง่ของพลังงานที่ได้รับ การส่งสัญญาณแบบคู่ต่อร่างกายมีประสิทธิภาพเหนือกว่าการส่งพลังงานความถี่วิทยุ (RF) สูงถึง 70 และ 50 dB ที่ 2.4 GHz และ 900 MHz ตามลำดับ
ความครอบคลุมของพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการส่ง RF ช่วยให้นักวิจัยสามารถจ่ายพลังงาน 1.2 mW จากเครื่องส่งสัญญาณบนข้อมือข้างหนึ่งไปยังอิเล็กโทรดบนข้อมืออีกข้าง (ห่างกัน 120 ซม.) และกู้คืน 1.1 μW สำหรับอิเล็กโทรดที่ข้อเท้าและหน้าผาก (ห่างกัน 160 ซม.) พวกเขาสามารถกู้คืนได้ 2 ไมโครวัตต์ – เพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับเซ็นเซอร์คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) ที่สวมใส่ได้ ปริมาณพลังงานที่กู้คืนนั้นไม่ขึ้นกับจำนวนอุปกรณ์รับและขนาดอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับการตรวจสอบพร้อมกันและการย่อขนาดอุปกรณ์ในอนาคต
ส่งผ่านร่างกายอุปกรณ์ส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณบนข้อมือตรงข้ามสร้างเส้นทางส่งกำลังผ่านร่างกาย พลังจากสิ่งแวดล้อมในกรณีที่ไม่มีแหล่งพลังงานที่ทำงานอยู่ สามารถใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแวดล้อม (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น แล็ปท็อปหรือสายไฟ 50/60 Hz) แทนได้
อย่างไรก็ตาม พลังงานที่กู้คืนจะได้รับผลกระทบจากจำนวนอุปกรณ์และระยะห่างจากอุปกรณ์ที่จะจ่ายไฟ อย่างไรก็ตาม ทีมกู้คืน 2 μW จากแล็ปท็อปสำหรับชาร์จที่อยู่ห่างออกไป 50 ซม. สำหรับอุปกรณ์สวมใส่ที่มีการใช้พลังงานมาก การรับประกันการกู้คืนพลังงานอย่างต่อเนื่องโดยอิงจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแวดล้อมเพียงอย่างเดียวนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย “ฉันคิดว่านี่เป็นส่วนเสริมที่ดีของการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายแบบคู่ด้วยอากาศ” ยูกล่าว
เพื่อสาธิตการทำงานแบบเรียลไทม์ นักวิจัยได้ถอดแบตเตอรี่ของเครื่องคิดเลขสามเครื่องและเชื่อมต่อกับเครื่องรับที่คอ มือ และข้อเท้า ในขณะที่ถือเครื่องส่งด้วยมืออีกข้างหนึ่ง โดยการพิมพ์การคำนวณทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายพวกเขาแสดงให้เห็นถึงการส่งกำลังที่ประสบความสำเร็จผ่านร่างกาย พวกเขาได้รับผลลัพธ์ที่เท่าเทียมกันเมื่อเก็บเกี่ยวพลังงานจากแล็ปท็อปที่ชาร์จในบริเวณใกล้เคียง
อุปกรณ์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าขณะแยกน้ำทะเลออกจากน้ำทะเลได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในซาอุดีอาระเบียและจีน ซึ่งอ้างว่าระบบใหม่ของพวกเขามีประสิทธิภาพสูงในการทำงานทั้งสองอย่าง อุปกรณ์นี้ใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากโซลาร์เซลล์ในการแยกเกลือออกจากเกลือ ซึ่งจะทำให้โซลาร์เซลล์เย็นลง นอกจากนี้ยังไม่ผลิตน้ำเกลือเข้มข้นเป็นของเสีย ซึ่งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
