Subscribe.Ru : Новости лаборатории Наномир

Выпуск 166

 Лаборатория Наномир

Когда реальность открывает тайны,
уходят в тень и меркнут чудеса ...

В лаборатории академика Брагинского

(история одного научного открытия Александра Кушелева) 


0034 По этим трубам переливают жидкий гелий...


0035 Это нагромождение аппаратуры - измерительная система на диапазон 8 мм 


0036 Герметичная камера (справа) позволяет измерять потери в диэлектрических резонаторах при температуре до 2 градусов Кельвина

0037 Раструб облучающего волновода

 

0038 Из него выходит сигнал от генератора качающейся частоты (25 GHz ... 38 GHz)

0039 На столе разложены резонаторы, изготовленные в лаборатории "Наномир"

0040 Спирт в бутылке нужен для снятия жира и других веществ с поверхности резонаторов

 

0041 Пирамиды, шары, линзы и сегменты кристаллических яиц готовы для измерений

0042 Шары - стандартные формы резонаторов. Они нужны для того, чтобы сравнить с их параметрами параметры резонаторов необычной формы


0043  Будут ли так же хорошо резонировать яйца, линзы и пирамиды?

0044 Эксперимент покажет...

0045 Заранее ничего сказать нельзя...

0046 В поляризованном свете, глядя сквозь линзу из сапфира, можно увидеть картину, называемую дихроизмом (система светлых и темных полос, расположенных крестом)

0047 В обычном свете ее не видно

0048 Линза оказалась таким же хорошим резонатором, как и шар (добротность - 50 000 при комнатной температуре)

0049 Расстояние между метками анализатора спектра 0.7 MHz, а частота резонанса - 38 MHz. Их отношение приблизительно равно 50 000. Это означает, что потери энергии в резонаторе составляют две стотысячные доли (тысячные доли процента)

0050 Это новый научный результат, который получен в лаборатории Наномир и измерен в лаборатории академика Брагинского его сотрудником (Ильченко)

0051 В.С.Ильченко настраивает связь между резонатором и диэлектрическим волноводом

0052 Меняется чувствительность осциллографа

0053  Резонансный пик занимает половину высоты экрана

0054 Его ширина сравнивается с расстоянием между метками анализатора спектра

0055 Увеличиваем яркость изображения

0056 Подстраиваем резкость

0057 Линза отодвинута на 10мм от диэлектрического волновода

0058 При такой слабой связи можно измерять практически собственную добротность

0059 Ширина резонансного пика совпала с шириной между контрольными метками анализатора спектра

0060 Сапфировая линза-резонатор лежит на пенопласте, который практически не поглощает электромагнитных колебаний в этом диапазоне частот

 

0061 Продетектированный сигнал от резонатора подается на вертикльные отклоняющие пластины, а сигнал, изменяющий частоту генератора - на горизонтальные

0062 В соседней комнате у окна расположен рабочий стол В.С.Ильченко

0063 Эти приборы не участвуют в наших измерениях

0064 На конце диэлектрического волновода расположена фольга от шоколадки, которая отражает сигнал обратно

0065 Сигнал проходит дважды мимо резонатора, а затем через вентиль попадает на детекторную головку, а затем - на вертикально-отклоняющие пластины осциллографа

0066 Линза-резонатор частично отбирает энергию от диэлектрического волновода

0067 Именно этот провал в амплитуде отраженного сигнала и будет виден на экране осциллографа

0068 Волновод сделан из полиэтилена, а на остром конце - алюминиевый отражатель (фольга)

0069 Электромагнитные колебания не доходят до острого края сапфировой линзы. Такой вывод можно сделать, учитывая, что небольшие сколы (до 10% длины стоячей волны в сапфире) не отражаются на добротности резонатора

0070 Метки анализатора спектра позволяют измерить ширину резонансного пика с точностью до нескольких процентов

0071 В этом режиме расстояние между метками анализатора равно одной клетке экрана

0072 Линза-резонатор не прикасается к пластмассовому волноводу, но электромагнитные колебания внутри линзы и внутри волновода все же связаны через воздушный зазор

0073 Величина связи составляет тысячные доли процента

0074 Переключаем внимание с измерительной установки на соседний стол

0075 На нем расположены разные резонаторы, параметры которых мы хотим сегодня измерить

0076 Следующим на очереди является резонатор-пирамида

0077 Это двухъярусная пирамида, изготовленная из иттрий-алюминиевого граната с ювелирной точностью (10 угловых минут)

0078  Очевидно, что ширина резонансного пика, по сравнению с неизменившимися метками анализатора спектра, стала заметно больше, чем в предыдущем эксперименте

 

0079 В.С.Ильченко объясняет, как рассчитать добротность: Расстояние между метками - полклетки, значит, в одной клетке - 2 MHz, а ширина пика - 8 клеток, т.е.16 MHz. Частота резонанса - 37 GHz, следовательно, добротность примерно равна 37 000 / 16 = 2 300.

0080 Увеличение зазора не уменьшает ширины пика. Добротность измерена правильно. Ювелирная точность не позволяет получить добротность больше 2 000 и соответственно уменьшить потери ниже порога 5 сотых процента

0081 Ильченко проверяет, правильно ли возбуждается резонатор по зеркальной симметрии пика

0082 Наклоны справа и слева должны быть равны

0083 Сдвиг резонатора вдоль волновода

0084 Вызывает асимметрию пика

0085 - Значит резонатор расположен правильно

0086 -Не забудьте записать все параметры, и не на видео, а на бумагу!

0087 -Так на видео проще... В кадр вошла вакуумная камера, в которой резонаторы можно охлаждать до температуры 2 градусов Кельвина

0088 Под частотомером можно заметить набор запасных волноводов на разные диапазоны

0089 В этой камере можно измерять параметры резонаторов в диапазоне 30...37GHz

0090 Михаил Городецкий заинтересовался необычной формой резонаторов

0091 -Какая может быть у них добротность? Может и 10 000...

0092 В.С.Ильченко (на дальнем плане) и М.Городецкий (на ближнем) рассматривают резонаторы

 

0093 - Очень красивые... Но резонировать может все... ( с добротностью 2 ... 10)

- А с добротностью 10 000?

0094 Это кристаллическое яйцо из граната, возбуждаемое со стороны острого конца имеет добротность 10 000

0095 Зазор, через который осуществляется связь с волноводом составляет несколько миллиметров

0096 Траектория стоячих волн в яйце - несимметричный эллипсоподобный контур

0097 Такая форма резонансного пика соответствует резонатору-яйцу

0098 При таком возбуждении волны располагаются вдоль экватора яйца

0099 Добротность не меняется (тоже 10 000)

0100 Видимо это связано с материалом и качеством поверхности больше, чем с отличием формы яйца от шара

0102 -Вряд ли увеличение точности огранки поможет Вам увеличить добротность...

0103 Но резонаторы у Вас очень красивые...

0104 В диапазоне 8 см мы их измерить не сможем...

0105 Установка на этот диапазон уже разобрана...

0106 -Значит у линзы такая же добротность, как и у шара?

0107 -А у пирамиды всего 2 000?

0108 -Но красивая у Вас получилась пирамида...

0109 Сами делали?

0110 Да, у шара такая же добротность, как и у линзы...

0111 Конечно, это открытие, новый результат...

0112 Написать об этом можно было бы, если охладить Вашу линзу до температуры жидкого азота и получить такую же добротность, как у шара (10 000 000)

0113 -Так давайте охлаждать!

 

0114 -Для этого лучше жидкий гелий, чем азот, тогда и результат был бы рекордный...

0115 Сможете достать жидкого гелия?

 

0116 Может быть Ваши коллеги из МЭИ помогут?

0117 Если будет жидкий гелий, то за три дня измерим параметры Вашей линзы

0118 Добротность 50 000 удивляет Вашего профессора из МЭИ?

0119 Мы и миллиарды умеем измерять. Почему бы у линзы не могло получиться 50 000?

 

0120 Мы и научные работы можем показать и слова убедительные сказать...

0121 Покажите Вашим коллегам эти видеокадры

0122 На них видно, как все измеряется...

0123 Приносите Ваши резонаторы, гелий и все измерим...

0134 -Как закреплять линзу в камере?

0135 Отверстие нужно сделать по оси вращения

0136 Можете просверлить отверстие?

 

0137 Лучше даже не отверстие, а я сейчас нарисую...

0170 -Михаил, а скажите, может ли линза быть таким же хорошим резонатором как шар?

0172 -А почему бы и нет?

0173 -Но рассчитать это никто не пробовал. Это очень трудно...

0174 -Вместо отверстия нужно сделать вот такой захват...

 

0175 За эту бороздку нужно держать резонатор в камере...

 

0176 Здесь есть и отверстие, но нам оно не желательно...

0177 Это только один из двух резонаторов

 

0178 Они будут сближаться для перестройки частоты

0179 На сколько можно частоту перестроить?

0180 - На десятые доли процента...

0181 Если вместо цилиндров будут две половинки шара, то может быть частота изменится сильнее

0182 Попробуйте сделать линзы может быть с их помощью удастся сильнее перестроить частоту...

 

0183 -Что Вы все время меня на видео записываете?

0184 Линза, конечно, хорошая, но зацепиться не за что. Попробуйте сделать бороздку для захвата цангой

0185 Вот таким образом сможете?

0186 Или хотя бы вот так?

 

0187 Мы пока с такими резонаторами экспериментируем...

0188 Ваши резонаторы нас тоже интересуют, так что давайте делайте и приносите...

0189 Если интересные результаты получим, обязательно напишем научную статью вместе с Вами...

1998.04.29

***

Как Вы уже знаете из рассылки (выпуск 165), интересные результаты (добротность >300 000) были получены в 1998-ом году (1998.11.10) в лаборатории МГТУ им. Баумана. Именно о таком результате хотел написать научную статью В.С.Ильченко. Но это было лишь первым шагом к открытию натяжений Максвелла-Кушелева, о котором я сообщил в 10-ом выпуске рассылки.

Обсудить на форуме

ЯндексРеклама на ЯндексеПомощьСпрятать
Мобильный Яндекс