[新聞] 28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世通訊

看板	Gossiping
作者	STAV72 (刁民黨黨務主委)
時間	2024-09-19 17:32:49
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備註請放最後面違者新聞文章刪除 1.媒體來源: 自由時報 2.記者署名: 〔編譯陳成良／綜合報導〕 3.完整新聞標題: 28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世通訊革命或將來臨 4.完整新聞內文: 28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世通訊革命或將來臨 https://img.ltn.com.tw/Upload/news/600/2024/09/19/4804722_1_1.jpg

「電磁渦旋砲」（electromagnetic vortex cannon）示意圖。（取自Applied Physics Reviews期刊） 2024/09/19 16:19 〔編譯陳成良／綜合報導〕物理學家成功研發出「電磁渦旋砲」（electromagnetic vortex cannon），結合了渦旋環（vortex rings）與電磁學（electromagnetic）兩大迷人現象，實現了28年前的理論預測，為未來通訊、國防及太空探索等領域帶來革命性的應用前景。這項突破不僅印證了長期以來的理論，還有望成為下一代科技的關鍵基礎，尤其在資料傳輸、編碼及目標探測技術上，提供全新解決方案。據科學媒體《IFLScience》報導，渦旋環是一種常見的流體動力學現象，當高速射流穿過靜止流體時，摩擦力會形成環狀旋轉結構。這類現象廣泛存在於自然界，某些海洋生物甚至利用渦旋環來捕捉獵物，例如水母等小型生物可能因接近這類渦旋而面臨生命危險。研究人員幽默地表示：「渦旋環的景象壯觀，但如果你是一隻水母，可不要靠得太近。」 https://www.youtube.com/watch?v=JXkWSgU-CL0

早在1996年，物理學家R·W·赫爾沃斯（R. W. Hellwarth）和P·努奇（P. Nouchi）便理論上提出了「飛行甜甜圈」（flying doughnuts）的概念，預測可在自由空間中產生並傳播電磁渦旋。然而，這一現象直到近日才由國際研究團隊成功實驗觀測並證實。這個研究團隊研發了一種裝置，能夠產生微波環形脈衝（microwave toroidal pulses），類似於電磁版的「空氣渦旋砲」。他們使用一個超寬頻的特殊天線，成功製造出旋轉的電磁波。當天線發射時，會產生瞬間壓力差，形成穩定的電磁渦旋環。這些渦旋環不僅在長距離傳輸時能夠保持形狀和能量，還具備像斯格明子（skyrmions）這樣的特殊結構，能夠自動修復自身的損壞，確保其穩定性和持續性。研究人員透過實驗，精確繪製出這些渦旋脈衝在自由空間中的結構圖，並展示了它們在傳播過程中的動力學特性。這項技術具備廣泛的應用潛力，特別是它的光譜和偏振特性，能傳輸比傳統電磁波更多的資訊，有可能成為未來通訊網路的核心技術。研究人員表示，這項技術在資料傳輸和編碼方面具有突破性，為現有技術瓶頸提供了全新的解決方案。此外，此外，電磁渦旋環即使在受到環境干擾時，依然能維持結構的穩定，這讓它在遙感技術（remote sensing）和目標探測領域展現出巨大的應用潛力。研究團隊解釋：「透過分析這些渦旋脈衝的特殊模式，我們可以開發出更精準且可靠的目標探測與定位技術，不論是在國防系統還是太空探索方面，都有著非常重要的應用前景。」這項研究近日發表於《應用物理評論》（Applied Physics Reviews）期刊，為未來科技的發展開啟了全新可能性。隨著更多後續研究的展開，電磁渦旋砲在各領域的應用將會更加深入，帶來革命性的技術變革。 https://www.youtube.com/watch?v=oruA427cpTg