Uvrnuta bežična veza od 2,5 terabita

Američki i izraelski istraživači su iskoristili iskrivljene vrtložne zrake (snopove) da emitijuju 2,5 terabita u sekundi (jedan CD sadrži 600 Mb, a 2,5 terabita je količina podataka koja staje na skoro 500 CD-ova). Što se tiče sadašnjeg razvoja tehnologije, to je najbrža bežična veza na svetu. Ova tehnologija može biti iskorišćena u bliskoj budućnosti za ogromno poboljšanje protoka podataka – bežičnim putem i kroz optičke kablove.

Ovi „uvrnuti“ signali koriste orbitalni ugaoni momenat (OUM) da poguraju mongo više podataka u jedan jednistven niz. Kod trenutnih transmisionih protokola (WiFi, LTE, COFDM), mi stalno baratamo sa spinskim ugaonim momentom (SUM) radio tgalasa, ali ne diramo OUM. Ako zamislite kretanje planete Zemlje, SUM je obrtanje planete oko svoje ose a OUM je kretanje Zemlje oko Sunca. Tehnološki proboj se sastoji u korišćenju novog protokla koji u isto vreme koristi SUM i OUM.

Konkretno, Alan Vilner (Alan Willner) i njegov tim istraživača sa univerziteta u Južnoj Kalironiji u kooperaciji sa univerzitetom u Tel Avivu (uz pomoć NASA laboratorije za mlazne pogone) su uvrnuli zajedno 8 snopova vidljive svetlosti od po, skoro, 300 gigabita u sekundi, koristeći OUM. Svaki od tih snopova je ima malo drugačiji orbitalni moment.

Jedna grupa od četiri snopa je emitovana kao jedinstven tanak niz, poput osovine, a druga grupa od 4 snopa je postavljena oko prvog zraka – kao neka vrsta omota. Tako zapakovan, snop je emitovan kroz otvoreni prostor (u ekspeirmentu na razdaljiui od samo jedan metar), da bi se na drugom kraju svi snopovi „odvrnuli“ stvarajući jedinstveni signal od 2,5 terabita u sekundi (oko 17 Blue-Ray diskova).

Ovo predstavlja veliko dostignuće, i to samo samo posle nekoliko meseci od objave rada autora Bo Tajd (Bo Thide), koji konačno pokazuje da je korišćenje orbitalnog momenta u emisiji signala moguće. U eksperimentu koji je sproveo Boov tim, OUM radio signal je poslat na distancu od 442 metra.

Tajd tvrdi da korišćenje orbitalnog momenta za prenos signala može omogućiti da pakujemo i uvijamo „beskonačan broj“ konvencionalnih transmisionih protokola, bez proširivanja delatnosti na nove intervale radio opsega. Teoretski, WiFi ili LTE signala i da ih uvrnemo u jedinstveni snop, i proporcionalno uvećamo propusni opseg. Što se tiče tehnologije mreža koje počivaju na optičkim kablovima, gde ima još mesta za poboljšavanje, stvari stoje malo drugačije. Tu se ne očekuje prevelika koristi od uvrtanja signala. Međutim, za bežične mreže to predstavlja oslobađanje, jer spektar radio signala već sada, skoro potpuno iskorišćen. Uvrtanjem signala ostvarili bismo, skoro, pa trajno rešenje u domenu bežičnih mreža. Link koji je projektovao Vilnerov tim ima efikasnost od 95,7 bita/Hz; LTE 16,32 bita/HZ; 802,11 2,4 bita/Hz. Digitalni TV signal (DVB-T) ima iskorišćenje od samo 0,55Hz.

Sledeći zadatak Vilerovog tima je da povećaju domet OUM signala. „Za konfiguracije gde je distanca do 1 km, a neophodan je veliki protok, ova tehnologija bi mogla biti vrlo dobra opcija. Naravno, postoji mogućnost za znatno dalju komunikaciju, od satelia do satelita, gde turbulencija nije problem.“ tvrdi Viller za BBC. U sadašnjem trenutku, glavni ograničavajući faktor je nedostatak odgovarajućeg hardvera i softvera da bi se manipulisalo sa OUM signalom. Bez obzira na to, budućnost bežičnih mreža deluje sasvim svetlo.

Rad je objavljen u časopisu Nature.

Efikasnije skupljanje nafte sa morske površine

Kada se desi izlivanje velike količine nafte u more ili okean, često se pribegava rešenjima koja podrazumevaju mehaničko skupljanje, isisavanje iz vode. Jedan tim istraživača je posegnuo za hemijom da bi našli bolje i praktičnije rešenje. Konkretno, oni razmatraju supstancu posebnog tipa, emulsifajer ili supstancu koja u određenim uslovima pravi emulziju ciljanih supstanci. Projektovani molekul omogućava vodi i ulju da se mešaju. Sem toga, reaguje i na magnetnu silu.

Ime tog molekula je magnetni surfaktant, i u stanju je da optoči naftu u smesi nafte i vode. Hidrofilni polovi na krajevima ove supstance (molekula) se drže za mešavinu. Posle toga, mehaničko skupljanje se obavlja magnetima. U idealnoj situaciji, pomenutu smesu ubacite u naftnu mrlju na površini mora, sačekate da se sve tri supstance pomešaju, i na kraju pokupite dobijenu smešu koristeći magnetno polje.

Istraživači se nadaju da bi ova tehnologija mogla imati primenu u drugim oblastima.  Sličan metod bi se mogao primeniti u medicini. Na primer, metod može biti koristan, kada doktori žele da primene tretman u određenom delu u organizmu, bez bojazni da će lek zalutati na drugu stranu i potencijalno proizvesti neželjene propratne pojave.

Naftni magnet. Izvor: Univerzitet iz Bristola

Novi nosilac informacija – neutrino

Grupa naučnika, predvođena istraživačima sa državnog univerziteta Ročester iz severne Karoline (Rochester, North Carolina State University) su po prvi put uspeli da pošalju poruku koristeći snop neutrina – čestice koje skoro nemaju masu i koje se kreću brzinom koja je bliska brzina svetlosti. Poruka je poslata kroz 240 metara kamena, a u njoj je jednostavno pisalo: „Neutrino“.

Izvor: Univerzitet Ročester

„Korišćenje neutrina, ka nosioca informacije, bi omogućilo komunikaciju između bilo koje dve tačke na planeti Zemlji, bez satelita ili kablova.“ kaže Den Stencil (Dan Stancil), profesor elektrotehnike pri pomenutom univerzitetu i vodeći autor rada koji opisuje istraživanje. „Sistem komunikacije koje se bazira na korišćenju neutrina bi bio mnogo komplikovaniji nego postojeći sistemi, ali bi mogao imati važne strateške upotrebe.“ (šta god to značilo – verovatno je mislio na konkretne i praktične primene)

Mnogi su razmatrali mogućnost da se neutrini iskoriste za potrebe komunikacije, zbog jedne značajne osobine: oni su u stanju da prodru kroz skoro bilo koju materiju. Ako bi se ova tehnologija upotrebila na podmornicama, na primer, onda bi one komunicirale sa okruženjem na velikom rastojanju, kroz vodu. Sa sadašnjim sistemima to nije nemoguće, ali je poprilično teško. Sem toga, ako bismo poželeli da komuniciramo sa nekim koji se nalazi u svemiru na tamnoj strani meseca, to bismo mogli sprovesti bez ikakvih prepreka.

 „Naravno, trenutna tehnologija podrazumeva korišćenje velikog broja visoko tehnoloških aparata i uređaja, da bismo ostvarili komunikaciju koristeći neutrine, pa je to trenutno čini nepraktičnom.“ kaže Kevin Mek Farland (Kevin McFarland) profesor fizike na Ročester univerzitetu, koji je učestvovao u eksperimentu. „Međutim, prvi korak ka praktičnom korišćenju neutrina u komunikaciji jeste demonstracija, koji smo mi sproveli.“

 Naučnici koji su pokazali da je neutrino moguće koristiti u komunikacijskim sistemima su sproveli svoj test u Fermilab-u (Fermi National Accelerator Lab), koja se nalazi u blizini Čikaga (Chicago). Svoja istraživanja grupa je objavila i žurnalu Modern Phisics Letters A.

U samom Fermilab-u istraživači su imali pristup dvema važnim komponentama. Prva je najsnažniji ubrzivač čestica, koji proizvodi zrake neutrina velike snage. To se postiže ubrzavanjem protona u kružnom tunelu dugačkom oko 4 km, da bi se potom sudarili sa metom načinjenom od ugljenika. Drugi važni uređaj je detektor MINERvA, koji se nalazi u pećini 100 metara ispod zemlje.

Sama činjenica da su potrebni ovakvi uslovi da bi se sprovela komunikacija koristeći neutrine nagoveštava da predstoji još puno posla u razvoju tehnologije, da bi ista postala praktična za  upotrebu.

Komunikacijski test je sproveden u vremenskom okviru od 2 sata, kada je akcelerator radio na 50%  maksimalnog intenziteta rada, zbog regularnog isključivanja, koji je sledio po rasporedu. Tokom tog perioda, sistem MINERvA je uobičajeno prikupljala podatke, a u isto vreme sproveden je sam komunikacijski test.

Većina posredne komunikacije se danas sprovodi slanjem i primanjem elektromagnetskih talasa. Tako rade naši radio uređaji, mobilni telefoni i televizori. Međutim, elektromagneti talasi ne prolaze lako kroz svaku vrstu materije. Ovi talasi bivaju relativno lako blokirani velikim vodenim zapreminama i planinama, kao i određenim brojem ostalih tečnosti i čvrstih tela. Neutrini, sa druge strane, lako prolaze kroz celu planetu. Zbog činjenice da su elektro neutralni (nemaju naelektrisanje) i skoro da nemaju masu, oni ne trpe bilo kakav uticaj od magnetnih sila i nisu pod značajnim uticajem gravitacije. To su razlozi njihovog virtualno neometanog kretanja u bilo kom pravcu i smeru.

Poruka koju su naučnici poslali koristeći neutrine je prvo prevedena u binarni kod. Drugim rečima, sama reč „neutrino“ je predstavljena kao serija jedinica i nula. „Jedinica“ je predstavljena slanjem grupe neutrina, a „nula“ je predstavljena pauzom u slanju neutrina. Neutrini su poslati u velikim grupama, jer oni lako izbegavaju interakciju sa okolnom materijom. To praktično znači da MINERvA detektor uspešno detektuje smo 1 od 10 milijardi neutrina koji prođu kroz sistem samog uređaja. Kompjuter primećene neutrine pretvara iz binarnog zapisa u engleski, i reč „neutrino“ je uspešno primljena.

 „Neutrino su predstavljali značajan „alat“ prilikom našeg izučavanja atomskog jezgra i univerzuma“, kaže Debora Haris (Deborah Harris), menadžer projekta Minerva, „ali još mnogo toga moramo ispitati pre nego što komunikacija bazirana na korišćenju neutrina postane efikasna i upotrebljiva“

Projekat Minerva je internacionalna saradnja nuklearnih fizičara sa 21 instituta koji izučavaju ponašanje neutrina, koristeći detektor koji se nalazi u Fermilab-u, pored Čikaga. Ovo je prvi eksperiment u svetu koji koristi visoko energetske zrake zarad ispitivanja interakcije neutrina sa jezgrama pet različitih materijala. Na ovaj način je sprovedena prva uporedna analiza ovih interakcija. Eksperiment će pomoći da se upotpuni spoznaja o neutrinu i omogući će da se bolje razumeju rezultati budućih eksperimenata.

Najmoćniji laser na svetu nas vodi korak bliže kontrolisanoj nuklearnoj fuziji

Ime pogona je National Ignition Facility (NIF slobodni prevod: nacionalno postrojenje za paljenje [lasera]) pri nacionalnoj laboratoriji u Livermoru (Livermore) u Kaliforniji (SAD), a značajna je po tome što je projektovala vrlo moćan laser. Pre meseca dana istraživači u NIF-u su uspeli da proizvedu laserski snop jačine 1,8 megadžula. Samo nekoliko dana kasnije, oni su ovaj rekord premašili tako što su iskombinovali 192 slabija lasera u jedan veliki moćni laserski zrak jačine 1,875 megadžula. Dok je zrak prošao kroz sočiva koja služe za fokusiranje snopa, njegova konačna snaga je iznosila 2,03 megadžula.

Postojenje je veliko kao 3 igrališta za američki fudbal

Važnost ove vesti je višestruka. Prvo, NIF je prva institucija koja poseduje ultra-ljubičasti (3ω) laser jačine 2 megadžula. Ovaj laserski impuls je trajao samo 23 nano sekunde, ali to je, samo po sebi, izuzetno. Takođe, pokazali su da mogu prevazići projektovanu snagu sa datim sistemom (od 1,8 megadžula), a da ne dođe do kritične ili opasne situacije. To su dokazali kada se već 36 sati kasnije, još jedom, proizveli laserski zrak iste jačine.

Kontrolna soba u kojoj je zabeležena rekordna snaga lasera 15. marta 2012.

Pobude istraživača, koji se bave projektovanjem visoko energetskih lasera, su mnogo ambicioznije od onoga što je do sada postignuto. Bez ulaženja u to koliki im je bio račun za struju za prošli mesec, njihova želja je da lasere ovakve jačine ispaljuju po 15 puta u sekundi! Naravno, ima još da se radi da bi se postigao takav rezultat, ali kada jednom u tome uspeju, to će otvoriti vrata za nuklearnu fuziju koja bi za rezultat davala pozitivni energetski bilans. Dovoljno jak i dovoljno brz (ovde se misli na dovoljnu učestalost) laser bi mogao da generiše i da održava reakciju fuzije vršeći imploziju (nasilno skupljanje) izotopa vodonika unutar fuzionog reaktora. Proces tako postignute fuzije bio davao više energije nego što se ulaže u pokretanje lasera.

Tehničar podešava poziciju mete unutar komore gde se spaja snaga svih 192 lasera

Opet, predstoji još posla i ulaganja da bi se postigao željeni proces. Za sada, još uvek nisu proizvedeni uslovi u kome bi se prvo dobila fuziona reakcija. Međutim, istraživači sigurno napreduju ka tom cilju. Pre 18 meseci, tadašnji najmočniji laser je mogao da proizvede samo 1% snage koja je potrebna da se steknu uslovi za fuzionu reakciju. Sada, najmoćniji laser proizvodi 10% snage potrebne za fuziju. Ovo je postignuto u zadnjih nekoliko meseci intenzivnog rada. Istraživači tvrde da bi za samo 6 meseci mogli imati laser koji bi imao dovoljno snage da započne proces fuzije.

GeoGebra, besplatana aplikacija za studente i profesore

Često, kada smo prinuđeni da tražimo nešto specifično, na Internetu, to može postati komplikovana stvar. Međutim, neki put, pretraga može dati jako lepe i korisne rezultate. Primer tome je moja lična pretraga za aplikacijom koja će mi pomoći da lako i brzo crtam matematičke i geometrijske crteže.

Nije se desilo baš iz prve, ali posle samo deset minuta “čeprkanja” po Interentu, naleteo sam na aplikaciju koja je odmah odgovorila na 90% mojih želja i potreba – GeoGebra!

Idemo redom:

1. Aplikacija je potpuno besplatna.

2. Nije zahtevna – zauzima manje od 20 Mb na hard disku.

3. Laka za korišćenje i vrlo pregledna.

4. Postoji vrlo razvijena i aktivna naučna zajednica koja je doprinela da se do sada pojavi verzija 4 i razvoj se dalje nastavlja.

.. lista ide dalje.

Na samom sajtu  možete naći mnoštvo dodatnog materijala i datoteka, koji mogu biti interesantne za vaše konkretne potrebe. Najveću primenu ove aplikacije će imati matematičari i fizičari, ali ako vam treba tabela ili grafik koji se može brzo završiti i ubaciti u rad – GeoGebra je aplikacija za vas. Isto važi za crteže i dijagrame

Moguće je, korišćenjem integrisanog skripting jezika, napraviti male interaktive prezentacije, koje mogu lako i jednostano prikazati ponašanje funkcija, njihove karateristične tačke – sve u svemu – moguće je napraviti male oglede na vašem kompjuteru.

GeoGebra je već 10 godina prisutna na Internetu, što znači da nije najnovija pojava, ali čini se da predstavlja vrlo dobru alternativu velikim i zahtevnim aplikacijama koje nisu ni jeftine. U domenu edukativnog softvera, GeoGebra postiže zavidan uspeh jer je do sada zaradila prestižnih 10 nagrada. Sve nagrade je dobila od različitih akademskih zajednica u Evropi i Americi.

Sem što je bepslatna, aplikacija je potpuno dostupna za redizjniranje, otvorenog je koda – open source.

Mislim da vredi… 🙂 Za sve pare!

Izvor: GeoGebra