Пространственно модулированные, так называемые структурированные, лазерные лучи становятся универсальными оптическими инструментами в современной нанофотонике. Ее цель — изучение физических процессов взаимодействия световых полей и нанометровых объектов, согласованных по симметрии, масштабам и оптическому спектру. Полностью оптические способы преобразования лазерного луча используют для сложного структурирования, зондирования и возбуждения простого вещества в наноразмерном масштабе. Результаты исследования можно использовать при создании плазмонных наносенсоров, распознающих различные биологические и химические вещества, в том числе вредные или опасные.

Ученые структурировали тонкую пленку из золота низкоэнергетическими фемтосекундными лазерными импульсами кольцевой формы. Изменение их энергии гибко управляет процессом. С помощью остросфокусированных пространственно-структурированных импульсов в пленке создают отверстия («плазмонный отражатель») с золотыми нанодисками («плазмонными антеннами») внутри. В результате получаются «параболические» наноантенны. Сверху на них нанесли монослой красителя, способного фотолюминесцировать — светиться при воздействии на него света разных длин волн. Физики приложили к получившимся наноантеннам оптическое поле с согласованными размерами луча, неоднородными поляризацией (ориентацией векторов напряженности электрического и магнитного полей) и спектром. В результате происходит ультранизкоэнергетическое плазмонное возбуждение свечения в слое красителя, не сопровождающееся испарением из него жидкости.Ученые использовали плазмонные моды (особый вид колебаний) пленки, которые отверстие-отражатель собирает на плазмонный диск-антенну, возбуждающий люминесценцию.

Оптическое поле лазерного излучения на нанодиске-антенне многократно усиливалось фокусированными плазмонными полями колебаний электронов с той же частотой в золотой пленке.

«Мы продемонстрировали замечательную возможность применения полностью оптического подхода для структурирования вещества в наномасштабе и эффективного плазмонного нанозондирования. Результат показывает новые возможности, которые открывает усиливающий эффект взаимодействия структурированного света и структурированного вещества», — поясняет Светлана Хонина, профессор кафедры технической кибернетики и ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории автоматизированных систем научных исследований Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королева, главный научный сотрудник Института систем обработки изображений РАН.

В работе принимали участие физики Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва), Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королева, Института систем обработки изображений федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН (Самара), Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (Москва), Института автоматизации и управления процессами ДВО РАН (Владивосток), Школы естественных наук Дальневосточного федерального университета (Владивосток).

https://sdelanounas.ru/blogs/119600/

Китай возьмет пробу вещества квазиспутника Земли

Китайское национальное космическое управление (CNSA) разрабатывает миссию по изучению астероида (469219) 2016 HO3. Об этом рассказал глава ведомства Чжан Кэцзянь. Несмотря на крайне небольшие размеры (диаметр тела оценивается в 30 – 100 м), оно представляет значительный научный интерес, поскольку является квазиспутником Земли. Так называют объекты, находящиеся в орбитальном резонансе 1:1 с планетой, что позволяет им оставаться в ее окрестностях на протяжении многих орбитальных периодов.

http://www.xinhuanet.com/english/2019-04/18/c_137988261.htm

2016 HO3 стал квазиспутником Земли около ста лет тому назад. Он никогда не приближается к Земле на дистанцию менее 14.5 миллионов км, но и не удаляется от нее больше чем на 38 миллионов км. По оценкам астрономов, 2016 HO3 будет оставаться квазиспутником нашей планеты на протяжении еще многих столетий.

План изучения 2016 HO3 выглядит следующим образом. Китайская станция должна будет сесть на поверхность малого тела, взять пробу его грунта, и затем лечь на обратный курс к Земле. Когда аппарат сблизится к нашей планете, от него отсоединится возвращаемый модуль. Он доставит образцы астероидного вещества на Землю.

Однако на этом миссия не закончится. Китайский аппарат продолжит путешествие по Солнечной системе. Его новой целью станет объект 133P/Эльст — Писарро. Это тело сочетает характеристики как астероида, так и кометы. Орбита объекта располагается в Главном поясе астероидов. Но при этом, когда 133P проходит, у него появляется кометоподобный пылевой хвост.

Общая продолжительность миссии составит 10 лет. Аппарат возьмет восемь научных приборов: различные камеры, спектрометры и анализаторы. Ученые из других страх также могут принять участие в миссии. CNSA уже объявило о готовности разместить на борту аппарата инструменты, построенные иностранными компаниями и организациями.

Аппарат OSIRIS-REx обнаружил выбросы вещества с поверхности астероида Бенну

На состоявшейся 19 марта пресс-конференции сотрудники миссии OSIRIS-REx рассказали о некоторых наиболее важных открытиях, сделанных аппаратом за три месяца работы на орбите вокруг астероида Бенну (101955 Bennu). Наиболее удивительной находкой стали выбросы частиц с поверхности тела. Впервые они были замечены 6 января 2019 г. В последующем OSIRIS-REx неоднократно наблюдал подобный феномен.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-mission-reveals-aste...

По словам ученых, скорость движения выброшенных частиц составляет от нескольких сантиметров до 3 метров в секунду. Большинство из них навсегда покидают окрестности Бенну. Но некоторые снова оседают на его поверхности. В общей сложности, в период с 6 января по 18 февраля 2019 года. OSIRIS-REx зафиксировал 11 отдельных выбросов. Проанализировав их характеристики, исследователи заключили, что они не должны представлять угрозы для станции.

На данный момент ученые пытаются понять, что же является причиной выбросов. По одной из версий, поверхность Бенну может содержать летучие газы, которые высвобождаются в результате ее нагрева Солнцем. Если гипотеза подтвердится, это будет означать, что Бенну сформировался намного дальше Главного пояса астероидов и переместился на нынешнюю орбиту совсем недавно.

Другим важным достижением миссии является то, что OSIRIS-REx удалось впервые напрямую измерить изменение скорости вращения Бенну, вызванное т. н. YORP-Эффектом (эффект Ярковского — О'Кифа — Радзиевского — Пэддэка). Он заключается в появлении слабого реактивного импульса за счет теплового излучения от нагревшейся днем и остывающей ночью поверхности астероида, придающего ему дополнительное ускорение.

Поверхность Бенну. Диаметр темного валуна в центре составляет 27 м

Кроме того, спектрометры OSIRIS-REx сумели обнаружить следы магнетита на поверхности Бенну. Это подтверждает предыдущие данные, свидетельствующие о том, что некогда вещество астероида взаимодействовало с водой. Скорее всего, в далеком прошлом Бенну являлся частью намного более крупного тела. Возможно, это была протопланета, уничтоженная в ходе многочисленных столкновений на заре Солнечной системы.

Поверхность Бенну. Диаметр светлого валуна чуть ниже центра изоражения составляет 7.4 м

И, наконец, специалисты миссии рассказали о ситуации со взятием образцов вещества Бенну. Первоначальный план миссии предполагал, что OSIRIS-REx сядет в регионе шириной, по меньшей мере, 50 м, покрытым реголитом и не имеющим камней диаметром более 2 см. Однако после прибытия аппарата к астероиду выяснилось, что поверхность Бенну практически полностью усеяна крупными булыжниками и на ней попросту нет настолько больших гладких

областей.

В настоящее время инженеры работают над тем, чтобы усовершенствовать процедуру спуска. Это позволит увеличить точность посадки аппарата. Ученые уже нашли несколько участков на поверхности Бенну, откуда OSIRIS-REx в будущем мог бы попытаться взять пробу вещества.

https://universemagazine.com/10540/