เว็บตรง อุปกรณ์ใหม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยใช้เงา

มันใช้ประโยชน์จากความแตกต่างระหว่างแสงและความมืด เว็บตรง เพื่อสร้างกระแสเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กสักวันหนึ่ง เงาและแสงสามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างพลัง

อุปกรณ์ใหม่ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างระหว่างจุดสว่างและเงาเพื่อสร้างกระแสที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก “เราสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้ทุกที่บนโลก ไม่ใช่แค่ในที่โล่ง” Swee Ching Tan นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์กล่าว

Tan และทีมของเขาสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดพลังงานเงา 

โดยการเคลือบทองคำแบบบางพิเศษบนซิลิคอน ซึ่งเป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป เช่นเดียวกับในเซลล์สุริยะ แสงที่ส่องบนซิลิกอนจะกระตุ้นอิเล็กตรอน ด้วยชั้นสีทอง เครื่องกำเนิดพลังงานเอฟเฟกต์เงาจะผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อยู่ในเงามืด

อิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นจะกระโดดจากซิลิกอนไปสู่ทองคำ เมื่อส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ถูกแรเงา แรงดันไฟฟ้าของโลหะเรืองแสงจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับบริเวณที่มืดและอิเล็กตรอนในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไหลจากแรงดันไฟฟ้าสูงไปต่ำ การส่งพวกเขาผ่านวงจรภายนอกจะสร้างกระแสที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ได้ ทีมของ Tan รายงานในวันที่ 15 เมษายนในหัวข้อEnergy & Environmental Science

ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปดเครื่อง ทีมงานใช้นาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ในที่แสงน้อย อุปกรณ์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ เมื่อรถที่ควบคุมด้วยรีโมทขับผ่านไป เงาของมันตกลงมาบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ไฟ LED สว่างขึ้น

ยิ่งความแตกต่างระหว่างแสงและความมืดมากเท่าใด เครื่องกำเนิดก็จะให้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น ทีมงานจึงกำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยการยืมกลยุทธ์จากเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อรวบรวมแสง การเพิ่มแสงที่เครื่องกำเนิดแสงเหล่านี้ดูดซับจะช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากเงาได้ดีขึ้น

สักวันหนึ่ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้อาจผลิตพลังงานในที่มืดในแผงโซลาร์เซลล์ ระหว่างตึกระฟ้าหรือแม้แต่ในอาคาร “หลายคนคิดว่าเงาไม่มีประโยชน์” Tan กล่าว แต่ “ทุกอย่างก็มีประโยชน์ แม้กระทั่งเงา”

ตอนนี้ การค้นหาองค์ประกอบใหม่ การค้นพบอนุภาคมูลฐานใหม่ หรือการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประเภทใหม่อาจใช้เวลาหลายทศวรรษ การทำงานร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์หลายพันคนในระดับนานาชาติ และการทดลองครั้งใหญ่ที่มีค่าใช้จ่ายสูง

เมื่อนักฟิสิกส์ค้นพบเคล็ดลับในการทำความเข้าใจและควบคุมธรรมชาติ ดูเหมือนว่าความลับระดับต่อไปจะเปิดเผยได้ยากขึ้นเรื่อยๆ

รุ่นมาตรฐาน

ในปี 1950 นักฟิสิกส์เริ่มตระหนักว่าสสารนั้นซับซ้อนกว่าที่พวกเขาคิด ในฐานะเครื่องเร่งอนุภาค ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่ชนอนุภาคเข้าด้วยกันด้วยพลังงานสูง เผยให้เห็นองค์ประกอบย่อยของอะตอมที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนมากมาย ทุกวันนี้ กรอบงานที่เรียกว่าแบบจำลองมาตรฐานอธิบายความซับซ้อนที่มีอยู่ในมาตราส่วนย่อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความซับซ้อนนั้นรวมถึงอนุภาคที่เรียกว่าควาร์กซึ่งเสนอในปี 2507 และได้รับการยืนยันในการทดลองในทศวรรษหน้า ควาร์กประกอบเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นหลายแบบ รวมทั้งโปรตอนและนิวตรอน

แบบจำลองมาตรฐานเป็นภาพที่เชื่อมโยงกันของอนุภาคพื้นฐานและพลังแห่งธรรมชาติ และงานของนักฟิสิกส์หลายคนที่ทำงานอย่างอิสระและเป็นกลุ่ม ประกอบด้วยอนุภาค 17 อนุภาค ซึ่งส่วนใหญ่มีคู่ของอนุภาค ในรายการมีควาร์ก 6 ชนิด (สีน้ำเงิน) และเลปตอน 6 ชนิด (สีแดง) อิเล็กตรอนและญาติที่หนักกว่า มิวออนและเทาส์ เป็นเลปตอน เช่นเดียวกับอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาสามชนิดที่เรียกว่านิวตริโน ฮิกส์โบซอน (กลาง) อธิบายที่มาของมวลอนุภาค

แบบจำลองมาตรฐานยังกล่าวถึงแรงพื้นฐานที่รู้จักสามในสี่อัน ได้แก่ แม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน และแรงนิวเคลียร์แบบแรง อนุภาคส่งแรง (สีส้ม) ส่งแรงเหล่านี้ แรงอ่อนจะควบคุมการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีบางส่วน และแรงที่แรงจะจับควาร์กไว้ภายในอนุภาค (แรงดึงดูดที่คุ้นเคยมากที่สุดอย่างหนึ่งของธรรมชาติ ยังไม่รวมอยู่ในกรอบงาน)

แม้ว่าทฤษฎีนี้จะประสบความสำเร็จอย่างมากในการอธิบายการทดลอง แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำการทดสอบโดยหวังว่าจะค้นพบข้อบกพร่องใดๆ

แตะส่วนสีด้านล่างเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติม แตะสวิตช์สสาร/ปฏิสสารเพื่อดูคู่ปฏิสสารของสสาร

หากความคลาดเคลื่อนระหว่างการทดลองและการทำนายยังคงมีอยู่ นักวิทยาศาสตร์จะต้องค้นหาคำอธิบายที่นอกเหนือไปจากแบบจำลองมาตรฐาน นักฟิสิกส์เชื่อแล้วว่าแบบจำลองมาตรฐานไม่สามารถอธิบายทุกสิ่งที่มีอยู่ได้: จักรวาลดูเหมือนจะถูกปกคลุมไปด้วยสสารมืดที่มองไม่เห็น ตัวอย่างเช่น อนุภาคแบบจำลองมาตรฐานไม่สามารถอธิบายได้ เว็บตรง