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? Kynntu þér reglur ritstjórnar um skoðanagreinar. Senda grein Nýsköpun og rannsóknir Mest lesið Óútskýrð veikindi skipstjóra um nótt Kristinn Hrafnsson Skoðun Heilbrigðara Ísland Victor Guðmundsson Skoðun Lítil skítseiði Hrafn Jónsson Skoðun Reykjavík töluð niður svo hægt sé að selja eignir hennar Bjarnveig Birta Bjarnadóttir Skoðun Excel sér ekki barnið sem bíður Anna Kristín Jensdóttir Skoðun Hvað hefur gerst í leikskólamálum á kjörtímabilinu? Finnbjörn Hermannsson,Sonja Ýr Þorbergsdóttir Skoðun Sjálfstæðisflokkur ver ofurþéttingu við Birkimel Karólína Jónsdóttir Skoðun Er engin fréttamennska í þessu landi lengur? Ragnheiður Stephensen Skoðun Einkabíllinn er mest niðurgreiddi ferðamátinn Guðni Freyr Öfjörð Skoðun Það er ekki spurning hvort – heldur hvenær Arnar Helgi Lárusson Skoðun Skoðun Skoðun Það er og verður gott að búa í Kópavogi Kristinn Jakobsson skrifar Skoðun Sterk velferð fyrir fólk í Kópavogi Björg Baldursdóttir skrifar Skoðun Íþróttahúsið við Strandgötu - hjarta öflugs íþróttastarfs Erla Björg Hafsteinsdóttir skrifar Skoðun Aldursvæn samfélög – verkefni nýrra sveitarstjórna Halldór S. Guðmundsson skrifar Skoðun Það er ekkert „við og þið“, aðeins eitt samfélag Viðar Marinósson skrifar Skoðun Athugasemdir við villandi samanburði Viðskiptaráðs um sorphirðu Guðmundur B. Friðriksson skrifar Skoðun Óútskýrð veikindi skipstjóra um nótt Kristinn Hrafnsson skrifar Skoðun Keldnaland steinsteypt excelskjal Katrín Haukdal Magnúsdóttir skrifar Skoðun Reykjavík getur verið þorpið sem við þurfum öll á að halda Viðar Gunnarsson skrifar Skoðun Hleypum fötluðum börnum inn á völlinn! Stefán Pálsson skrifar Skoðun Excel sér ekki barnið sem bíður Anna Kristín Jensdóttir skrifar Skoðun Sterkur rekstur og skýr sýn Helgi Kjartansson,Stefanía Hákonardóttir skrifar Skoðun Árangur í rekstri á að skila sér til heimila Elísabet Ingunn Einarsdóttir skrifar Skoðun Húsnæði er mannréttindi – Húsnæði fyrst. Enginn á heima á götunni Harpa HIldiberg Böðvarsdóttir skrifar Skoðun Lengi býr að fyrstu gerð: Hvað er opinn leikskóli? Sigurrós Elddís Huldudóttir skrifar Skoðun „Líttu upp Jóhann Páll“ Benedikta Guðrún Svavarsdóttir skrifar Skoðun Reykjavík töluð niður svo hægt sé að selja eignir hennar Bjarnveig Birta Bjarnadóttir skrifar Skoðun Ungmennafélagsandinn í útrýmingarhættu Hjalti Árnason skrifar Skoðun Um rekstur Reykjavíkurborgar 2025 Birgir Björn Sigurjónsson skrifar Skoðun Er engin fréttamennska í þessu landi lengur? Ragnheiður Stephensen skrifar Skoðun Hugleiðing um barnamenningu í Mosfellsbæ í aðdraganda kosninga Guðrún Rútsdóttir skrifar Skoðun Hvað hefur gerst í leikskólamálum á kjörtímabilinu? Finnbjörn Hermannsson,Sonja Ýr Þorbergsdóttir skrifar Skoðun Félagsmiðstöðvar skipta máli Arndís Bára Pétursdóttir skrifar Skoðun Sköpum samfélag í Garðabæ þar sem við erum öll velkomin Harpa Grétarsdóttir skrifar Skoðun Lítil skítseiði Hrafn Jónsson skrifar Skoðun Um hvað snýst þetta allt saman? Fanný Gunnarsdóttir skrifar Skoðun Styðjum betur við börn í Kópavogi Ester Halldórsdóttir skrifar Skoðun Af hverju Viðreisn 16. maí? Þorvaldur Ingi Jónsson skrifar Skoðun Sjálfstæðisflokkur ver ofurþéttingu við Birkimel Karólína Jónsdóttir skrifar Skoðun Frelsi foreldra og farsæl byrjun – heimgreiðslur til 24 mánaða Birgitta Ragnarsdóttir,María Araceli,Berglind Ósk Guttormsdóttir 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.
Hvað hefur gerst í leikskólamálum á kjörtímabilinu? Finnbjörn Hermannsson,Sonja Ýr Þorbergsdóttir Skoðun
Skoðun Íþróttahúsið við Strandgötu - hjarta öflugs íþróttastarfs Erla Björg Hafsteinsdóttir skrifar
Skoðun Athugasemdir við villandi samanburði Viðskiptaráðs um sorphirðu Guðmundur B. Friðriksson skrifar
Skoðun Húsnæði er mannréttindi – Húsnæði fyrst. Enginn á heima á götunni Harpa HIldiberg Böðvarsdóttir skrifar
Skoðun Reykjavík töluð niður svo hægt sé að selja eignir hennar Bjarnveig Birta Bjarnadóttir skrifar
Skoðun Hvað hefur gerst í leikskólamálum á kjörtímabilinu? Finnbjörn Hermannsson,Sonja Ýr Þorbergsdóttir skrifar
Skoðun Frelsi foreldra og farsæl byrjun – heimgreiðslur til 24 mánaða Birgitta Ragnarsdóttir,María Araceli,Berglind Ósk Guttormsdóttir skrifar
Hvað hefur gerst í leikskólamálum á kjörtímabilinu? Finnbjörn Hermannsson,Sonja Ýr Þorbergsdóttir Skoðun