Ósýnilegur eiginleiki ljóss greindur með nýrri gerð ljósskautunarmælis Michael Juhl skrifar 15. maí 2020 08:00 Svokölluð skautun er mikilvægur eiginleiki ljóss sem alla jafna er ekki greinanlegur með berum augum. Skautun ljóss skiptir þó miklu máli í ljósleiðurum, þrívíddarkvikmyndum, sjálfkeyrandi bílum og í efnagreiningum. Býflugur og blekfiskar Sýnilegt ljós samanstendur af rafsegulbylgjum, eins og innrautt ljós, útfjólublátt ljós, röntgengeislar, útvarpsbylgjur og örbylgjur. Hugtakið skautun vísar til þess í hvaða stefnu rafsvið bylgjunnar sveiflast á hverjum tíma. Sumar dýrategundir geta greint þessa sveiflustefnu ljóss, þar á meðal býflugur og blekfiskar. Sveiflustefna ljóssins getur nefnilega gefið mikilvægar upplýsingar um hluti sem ljósið hefur lent á og víxlverkað við. Þannig geta sum dýr nýtt sér skautun ljóss frá himninum til að rata, þrátt fyrir að sólin sé ekki sýnileg. Tvístrun ljóss frá óreglulegu yfirborði myndar flókið víxlmynstur sem geymir uoolýsingar um skautunarástand ljóssins. Stjörnuljós og internetið Stjarneðlisfræðingar mæla skautun ljóss frá fjarlægum stjörnum, t.d. til að fá upplýsingar um segulsvið umhverfis viðkomandi stjörnur eða til að mæla stærð og efnasamsetningu smárra efnisagna í geimnum. Í efnafræði og líftækni má nýta skautun ljóss til að mæla svokallaða hendni sameinda og styrk þeirra í lausn. Samskipti á internetinu eru á formi ljóss og fylgst er nákvæmlega með skautunarstefnu ljósmerkja sem ferðast gegnum ljósleiðaranetið. Tæki sem greina þennan eiginleika ljóss kallast ljósskautunarmælar. Skautunarmælar sem fáanlegir eru á markaði eru þó í flestum tilfellum hægvirkir og dýrir. Víxlmynstur ljóssins eins og það birtist í myndavél. Byltingarkenndur íslenskur mælir Starfsmenn Nýsköpunarmiðstöðvar hafa á undanförnum árum unnið að hönnun og smíði á smásæjum skautunargreini sem gjörbyltir þeirra aðferðafræði sem notuð hefur verið til að greina skautun ljóss. Með því að beita myndgreiningu og gervigreind má í raun breyta hvaða hlut sem er í skautunargreini, svo framarlega sem hluturinn sýni ljósdreifingu sem er háð skautunarstefnunni. Þetta hefur verið sannreynt með því að breyta t.d. þynnu úr ódýru sellófanefni í skautunarmæli með mælinákvæmni sem er sambærileg við dýran og sérhæfðan tækjabúnað. Mælitæknin hentar vel til smækkunar og hafa skautunargreinar verið framleiddir hjá Nýsköpunarmiðstöð sem eru svo smáir að þeim hefur mátt koma fyrir á endanum á ljósleiðara, eða á svæði sem svarar einum tíunda hluta af þvermáli hárs. Með þessari nýju aðferðafræði, sem gerir skautunarmæla einfaldari og lækkar kostnað, eru bundnar vonir við að skautunargreiningu ljóss megi nýta á enn fleiri stöðum en áður hefur verið gert. Rannsóknirnar voru styrktar af Rannsóknasjóði og unnar í samstarfi við Harvard-háskóla. Nánari upplýsingar má finna í janúarhefti vísindatímaritsinsACS Photonics. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is. Viltu birta grein á Vísi? Sendu okkur póst. Senda grein Nýsköpun og rannsóknir Mest lesið Halldór 08.02.2025 Halldór Stærðargráða ólögmætrar eignaupptöku í gegnum verðtryggingu er um 60 milljarðar síðustu þrjú ár Örn Karlsson Skoðun Áslaug Arna – kraftur nýrra tíma Friðrik Jósefsson Skoðun Eureka! Auðvitað Guðmunda G. Guðmundsdóttir Skoðun Íslenskan lifir – með hjálp gervigreindar! Sigvaldi Einarsson Skoðun Þurfa kennarar full laun? Elín Erna Steinarsdóttir Skoðun Kæra vinkona Margrét Pála María Ösp Ómarsdóttir,Tinna Björg Kristinsdóttir Skoðun Menntun í gíslingu hrímþursa Þorsteinn Gunnarsson Skoðun Hinir ótal fletir á uppgjöri fortíðarinnar Matthildur Björnsdóttir Skoðun Dýrkeypt skiptimynt! María Védís Ólafsdóttir Skoðun Skoðun Skoðun Hinir ótal fletir á uppgjöri fortíðarinnar Matthildur Björnsdóttir skrifar Skoðun Áslaug Arna – kraftur nýrra tíma Friðrik Jósefsson skrifar Skoðun Eureka! Auðvitað Guðmunda G. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Stærðargráða ólögmætrar eignaupptöku í gegnum verðtryggingu er um 60 milljarðar síðustu þrjú ár Örn Karlsson skrifar Skoðun Íslenskan lifir – með hjálp gervigreindar! Sigvaldi Einarsson skrifar Skoðun Töframáttur menntunar og tilbreytingarlaust töðumaul peningatómhyggjunnar Geir Sigurðsson skrifar Skoðun Feilspor kjarasamninga og jákvæð styrking launaafsláttar Davíð Már Sigurðsson skrifar Skoðun Flugöryggi á Reykjavíkurflugvelli Helga Þórðardóttir skrifar Skoðun Kerecis og innviðauppbygging Arna Lára Jónsdóttir skrifar Skoðun Svar til Höllu – Varasjóður VR Þorsteinn Skúli Sveinsson skrifar Skoðun Sjálfsögð krafa um upplýsingar um slit kjaraviðræðna Ragnar Sigurðsson skrifar Skoðun Fagmenntun er réttur barna en ekki lúxus Bentína Þórðardóttir,Ingibjörg Jónasdóttir,Júlía Guðbrandsdóttir,Sigríður Sigurjónsdóttir skrifar Skoðun Kristið fólk er ekki betra en annað fólk Bjarni Karlsson skrifar Skoðun Þurfa kennarar full laun? Elín Erna Steinarsdóttir skrifar Skoðun Lýðræðið kostar Hákon Gunnarsson skrifar Skoðun Opið bréf til stjórnar Leikfélags Reykjavíkur Margrét Tryggvadóttir skrifar Skoðun Dýrkeypt skiptimynt! María Védís Ólafsdóttir skrifar Skoðun Reykjalundur í 80 ár Pétur Magnússon skrifar Skoðun Ráðningarvernd samrýmist grunnstoðum lýðræðisins Kolbrún Halldórsdóttir skrifar Skoðun Gerræðisleg og hjartalaus leyfisveiting, sem stöðva verður! Ole Anton Bieltvedt skrifar Skoðun Hugleiðingar leikskólakennara í verkfalli Elín Gíslína Steindórsdóttir skrifar Skoðun Opið bréf til þingmanna frá húsmóður í Vesturbænum Margrét Kristín Blöndal skrifar Skoðun Opið bréf til kennara og stjórnenda allra framhaldsskóla Klara Nótt Egilson skrifar Skoðun Kæra vinkona Margrét Pála María Ösp Ómarsdóttir,Tinna Björg Kristinsdóttir skrifar Skoðun Sjúkraflug í vondri stöðu - hvenær verður brugðist við? Sif Huld Albertsdóttir skrifar Skoðun Fangelsi Framsóknarflokksins Helgi Áss Grétarsson skrifar Skoðun Menntun í gíslingu hrímþursa Þorsteinn Gunnarsson skrifar Skoðun Viltu vinna með framtíðinni? Helga Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Færum fanga úr fortíðinni Guðmundur Ingi Þóroddsson skrifar Skoðun Getur hver sem er sinnt besta starfi í heimi? Sveinlaug Sigurðardóttir skrifar Sjá meira
Svokölluð skautun er mikilvægur eiginleiki ljóss sem alla jafna er ekki greinanlegur með berum augum. Skautun ljóss skiptir þó miklu máli í ljósleiðurum, þrívíddarkvikmyndum, sjálfkeyrandi bílum og í efnagreiningum. Býflugur og blekfiskar Sýnilegt ljós samanstendur af rafsegulbylgjum, eins og innrautt ljós, útfjólublátt ljós, röntgengeislar, útvarpsbylgjur og örbylgjur. Hugtakið skautun vísar til þess í hvaða stefnu rafsvið bylgjunnar sveiflast á hverjum tíma. Sumar dýrategundir geta greint þessa sveiflustefnu ljóss, þar á meðal býflugur og blekfiskar. Sveiflustefna ljóssins getur nefnilega gefið mikilvægar upplýsingar um hluti sem ljósið hefur lent á og víxlverkað við. Þannig geta sum dýr nýtt sér skautun ljóss frá himninum til að rata, þrátt fyrir að sólin sé ekki sýnileg. Tvístrun ljóss frá óreglulegu yfirborði myndar flókið víxlmynstur sem geymir uoolýsingar um skautunarástand ljóssins. Stjörnuljós og internetið Stjarneðlisfræðingar mæla skautun ljóss frá fjarlægum stjörnum, t.d. til að fá upplýsingar um segulsvið umhverfis viðkomandi stjörnur eða til að mæla stærð og efnasamsetningu smárra efnisagna í geimnum. Í efnafræði og líftækni má nýta skautun ljóss til að mæla svokallaða hendni sameinda og styrk þeirra í lausn. Samskipti á internetinu eru á formi ljóss og fylgst er nákvæmlega með skautunarstefnu ljósmerkja sem ferðast gegnum ljósleiðaranetið. Tæki sem greina þennan eiginleika ljóss kallast ljósskautunarmælar. Skautunarmælar sem fáanlegir eru á markaði eru þó í flestum tilfellum hægvirkir og dýrir. Víxlmynstur ljóssins eins og það birtist í myndavél. Byltingarkenndur íslenskur mælir Starfsmenn Nýsköpunarmiðstöðvar hafa á undanförnum árum unnið að hönnun og smíði á smásæjum skautunargreini sem gjörbyltir þeirra aðferðafræði sem notuð hefur verið til að greina skautun ljóss. Með því að beita myndgreiningu og gervigreind má í raun breyta hvaða hlut sem er í skautunargreini, svo framarlega sem hluturinn sýni ljósdreifingu sem er háð skautunarstefnunni. Þetta hefur verið sannreynt með því að breyta t.d. þynnu úr ódýru sellófanefni í skautunarmæli með mælinákvæmni sem er sambærileg við dýran og sérhæfðan tækjabúnað. Mælitæknin hentar vel til smækkunar og hafa skautunargreinar verið framleiddir hjá Nýsköpunarmiðstöð sem eru svo smáir að þeim hefur mátt koma fyrir á endanum á ljósleiðara, eða á svæði sem svarar einum tíunda hluta af þvermáli hárs. Með þessari nýju aðferðafræði, sem gerir skautunarmæla einfaldari og lækkar kostnað, eru bundnar vonir við að skautunargreiningu ljóss megi nýta á enn fleiri stöðum en áður hefur verið gert. Rannsóknirnar voru styrktar af Rannsóknasjóði og unnar í samstarfi við Harvard-háskóla. Nánari upplýsingar má finna í janúarhefti vísindatímaritsinsACS Photonics. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Stærðargráða ólögmætrar eignaupptöku í gegnum verðtryggingu er um 60 milljarðar síðustu þrjú ár Örn Karlsson Skoðun
Skoðun Stærðargráða ólögmætrar eignaupptöku í gegnum verðtryggingu er um 60 milljarðar síðustu þrjú ár Örn Karlsson skrifar
Skoðun Töframáttur menntunar og tilbreytingarlaust töðumaul peningatómhyggjunnar Geir Sigurðsson skrifar
Skoðun Fagmenntun er réttur barna en ekki lúxus Bentína Þórðardóttir,Ingibjörg Jónasdóttir,Júlía Guðbrandsdóttir,Sigríður Sigurjónsdóttir skrifar
Stærðargráða ólögmætrar eignaupptöku í gegnum verðtryggingu er um 60 milljarðar síðustu þrjú ár Örn Karlsson Skoðun