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Le couplage de la lumière et de la matière pour assurer une luminosité optimale des écrans

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Le couplage de la lumière et de la matière pour assurer une luminosité optimale des écrans
L’équipe a réalisé pour la première fois des OLED basés sur Polariton avec une efficacité et une luminosité adaptées à l’application. Crédit : Professeur Malte Gather et Dr Andreas Mischok

Des chercheurs de l’Université de St Andrews, en collaboration avec des collègues de l’Université de Cologne, ont découvert un moyen de relier la lumière et la matière pour assurer une luminosité et des couleurs optimales pour les derniers téléviseurs et écrans intelligents sans sacrifier l’efficacité de l’appareil.

Le chercheur principal, le professeur Malte Gather, de l’école de physique et d’astronomie de l’Université de St Andrews, qui est membre de la Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), a expliqué : « Les écrans constitués de diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont depuis longtemps entrés le marché grand public à toutes les échelles – des écrans Big TV aux écrans de smartphone HD.

Cependant, alors que l’industrie de l’affichage se prépare pour la prochaine génération d’appareils avec une saturation des couleurs, une luminosité et une efficacité plus élevées, les scientifiques sont confrontés à de nombreux défis. et la saturation des couleurs pour les écrans sophistiqués.

« Les spectres d’émission des OLED peuvent être réglés par l’utilisation de filtres de couleur ou de photocavités, mais cela se fait au détriment de l’efficacité ou conduit à une forte dépendance de la couleur perçue à l’angle de vue. »

Les chercheurs ont maintenant démontré qu’un principe scientifique de base – le fort couplage entre la lumière et la matière – peut être utilisé pour moduler les spectres d’émission des OLED d’une manière similaire à l’utilisation d’un microgap, mais sans hériter de la forte dépendance de l’angle de vue qui accompagne généralement ces conceptions.

Le professeur Gaither a déclaré qu’en prenant en sandwich une pile OLED entre de minces miroirs faits de matériaux métalliques déjà largement utilisés dans l’industrie de l’affichage, le couplage entre la lumière et la matière organique pourrait être grandement amélioré. Cependant, ce couplage peut généralement entraîner une moindre efficacité du dispositif.

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Les vidéos montrent qu’en prenant en sandwich un empilement OLED entre de minces miroirs faits de matériaux métalliques déjà largement utilisés dans l’industrie de l’affichage, le couplage entre la lumière et la matière organique peut être grandement amélioré. Crédit : Professeur Malte Gather et Dr Andreas Mischok

Pour éviter cela, les chercheurs ont ajouté un film mince séparé de molécules hautement absorbant la lumière, quelque chose que l’on trouverait normalement dans les cellules solaires organiques mais pas encore dans les OLED. Cette couche supplémentaire a augmenté l’effet de couplage fort, créant ainsi une particule hybride de matière lumineuse, appelée polariton, mais de manière décisive sans réduire l’efficacité des particules électroluminescentes dans l’OLED.

Le Dr Andreas Mischuk, premier auteur de cette étude, a ajouté : « En créant des polaritons, nous pouvons hériter de certaines propriétés bénéfiques du matériau, notamment sa dépendance angulaire considérablement réduite. »

Bien qu’il y ait eu des rapports sur les OLED à base de polaritons dans le passé, ils ont souffert d’une efficacité et d’une luminosité inférieures, ce qui a entravé toutes les applications du monde réel et les a confinées au domaine de la recherche fondamentale. Avec la nouvelle stratégie, l’équipe a maintenant été en mesure de réaliser pour la première fois des OLED basés sur Polariton avec une efficacité et une luminosité adaptées à l’application.

Le professeur Gather a ajouté : « Avec des performances dans la même gamme que les OLED utilisées dans les écrans commerciaux, mais avec une pureté et une stabilité des couleurs bien améliorées sous différents angles de vue, les OLED à base de polariton pourraient être d’une grande valeur pour l’industrie de l’affichage. »

En plus d’être importante pour les écrans de nouvelle génération, la création efficace à la demande d’un grand nombre de polaritons peut être utilisée dans de nombreuses applications, des lasers à l’informatique quantique.

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L’étude a été publiée dans la revue Photonique de la nature.

Plus d’information:
Andreas Mischuk, Photodiodes polaritoniques à haut rendement avec émission à bande étroite indépendante de l’angle, Photonique de la nature (2023). DOI : 10.1038/s41566-023-01164-6. www.nature.com/articles/s41566-023-01164-6

Informations sur la revue :
Photonique de la nature


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Voyager 1 renvoie des données après que la NASA a réparé à distance une sonde vieille de 46 ans | espace

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Voyager 1 renvoie des données après que la NASA a réparé à distance une sonde vieille de 46 ans |  espace

Le vaisseau spatial le plus éloigné de la Terre, Voyager 1, a recommencé à communiquer correctement avec la NASA après que les ingénieurs ont travaillé pendant des mois pour réparer à distance la sonde vieille de 46 ans.

Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, qui construit et exploite le vaisseau spatial robotique de l'agence, il a dit en décembre Que la sonde – à plus de 24 milliards de kilomètres de distance – envoyait un code absurde à la Terre.

dans Mise à jour publiée lundiLe JPL a annoncé que l'équipe de la mission a pu « après quelques investigations innovantes » obtenir des données utilisables sur la santé et l'état des systèmes d'ingénierie de Voyager 1. « La prochaine étape consiste à permettre au vaisseau spatial de recommencer à renvoyer des données scientifiques », a déclaré le JPL. Elle a ajouté que malgré le défaut, Voyager 1 fonctionnait normalement depuis le début.

Lancé en 1977, Voyager 1 a été conçu dans le but principal d'effectuer des études rapprochées de Jupiter et de Saturne au cours d'une mission de cinq ans. Cependant, son voyage s'est poursuivi et le vaisseau spatial approche désormais d'un demi-siècle d'exploitation.

Voyager 1 a pénétré dans l'espace interstellaire en août 2012, ce qui en fait le premier objet fabriqué par l'homme à quitter le système solaire. Il roule actuellement à 37 800 mph (60 821 km/h).

Le dernier problème était lié à l'un des trois ordinateurs à bord du vaisseau spatial, chargé de remplir les données scientifiques et techniques avant de les envoyer sur Terre. Incapable de réparer une puce cassée, l'équipe du JPL a décidé de déplacer le code endommagé ailleurs, une tâche difficile compte tenu de la technologie obsolète.

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Les ordinateurs de Voyager 1 et de sa sœur Voyager 2 disposaient de moins de 70 kilo-octets de mémoire au total, soit l'équivalent d'une image informatique à basse résolution. Ils utilisent de vieilles bandes numériques pour enregistrer des données.

Le correctif a été envoyé depuis la Terre le 18 avril, mais il a fallu deux jours pour évaluer s'il a réussi, car il faut environ 22 heures et demie pour qu'un signal radio atteigne Voyager 1 et encore 22 heures et demie pour la réponse à retourner dans l'espace. Atterrir. « Lorsque l'équipe de vol de la mission a reçu une réponse du vaisseau spatial le 20 avril, elle a constaté que la modification fonctionnait », a déclaré le JPL.

Voyager 1 et 2 ont fait de nombreuses découvertes scientifiques, notamment des enregistrements détaillés de Saturne et la révélation que Jupiter possède également des anneaux, ainsi qu'une activité volcanique active sur l'une de ses lunes, Io. Des sondes ont ensuite découvert 23 nouvelles lunes autour des planètes extérieures.

Parce que leur trajectoire les éloigne du Soleil, les sondes du Voyager sont incapables d'utiliser des panneaux solaires et convertissent à la place la chaleur générée par la désintégration radioactive naturelle du plutonium en électricité pour alimenter les systèmes du vaisseau spatial.

Dans environ 40 000 ans, les deux sondes passeront relativement près, en termes astronomiques, de deux étoiles. Voyager 1 s'approchera à moins de 1,7 années-lumière d'une étoile de la constellation de la Petite Ourse, tandis que Voyager 2 s'approchera à une distance similaire d'une étoile appelée Ross 248 dans la constellation d'Andromède.

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La mesure la plus précise jamais réalisée nous rapproche de la véritable masse de la particule « fantôme ».

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La mesure la plus précise jamais réalisée nous rapproche de la véritable masse de la particule « fantôme ».

La masse au repos des neutrinos fantômes est l’une des quantités les plus recherchées en physique des particules et les scientifiques sont sur le point de la localiser, grâce à une nouvelle expérience menée par des chercheurs de l’Institut Max Planck de physique nucléaire en Allemagne.

Si la masse des neutrinos est connue, cela pourrait ouvrir la porte à une physique au-delà du modèle standard de la physique des particules, qui décrit toutes les forces et particules élémentaires connues de l’univers.

Dire que les neutrinos sont étranges est un euphémisme. Autrefois suggéré qu'il n'y avait pas de masse du tout, il est désormais clair que cette particule à peine existante est en réalité composée de trois types en un, avec des identités oscillant dans un étrange flou quantique alors qu'elle se précipite dans l'espace. Cette faible identité signifie la masse, qui Il se présente sous différentes formesétalé sur l'apparence changeante du neutrino.

Parce qu’ils sont si légers et étranges, les neutrinos ne respectent peut-être pas les mêmes règles que les autres particules. L’ajout précis d’un échantillon de leurs masses incroyablement petites pourrait aider à confirmer et à exclure de nouveaux modèles en physique des particules.

Cependant, les physiciens ne peuvent pas peser des groupes de neutrinos stationnaires comme des raisins sur une balance. Au lieu de, Ils peuvent juste Confirmer l'existence Ces particules subatomiques en examinant leurs interactions avec d'autres particules, ou En mesurant les produits Leur décadence. C'est peut-être juste la particule Présent pour le plus bref instant Mais à ce moment-là, il laisse sa marque, ou une trace, à partir de laquelle les physiciens peuvent déduire la masse.

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Cependant, sans charge et pratiquement sans force gravitationnelle, les neutrinos n’exercent que les forces les plus faibles sur les autres particules. En fait, des milliards de neutrinos traversent votre corps en ce moment, la plupart provenant du Soleil, mais… Ils interagissent rarement Avec nous.

Cependant, ce n’est pas parce qu’ils ont peu d’effet sur les autres particules subatomiques que les neutrinos ne constituent pas une partie essentielle de la matière. qu'ils Les molécules les plus abondantes Qui ont une masse dans l'univers, et savoir ce qui donne à ces différences entre les neutrinos des masses si petites, non nulles, peut aider les physiciens à résoudre ou à comprendre certaines des divergences du modèle standard que présentent les neutrinos dans la façon dont ils oscillent.

Les physiciens améliorent régulièrement leurs meilleures estimations des limites supérieures des masses individuelles et collectives des neutrinos en utilisant différentes méthodes. La mesure la plus précise à ce jour d'une « saveur » appelée neutrino électronique a révélé qu'elle ne pouvait pas dépasser 0,8 MeV. Traduisant cela en masse en termes de 1 kilogramme (ou 2,2 livres), cela équivaut au poids de quatre raisins secs par rapport au soleil.

L'estimation la plus récente a été déterminée en février 2022 par l'expérience Karlsruhe Tritium Neutrino (Catherine) en Allemagne, a été déduite de la pulvérisation d'électrons et de neutrinos émise comme une forme super-lourde de désintégration de l'hydrogène.

Une autre façon d'obtenir la masse d'un neutrino, aussi légère soit-elle, consiste à étudier ce qui se passe lorsque le noyau atomique de l'isotope artificiel holmium-163 absorbe un électron de sa coque interne. En conséquence, un proton se transforme en neutron, du dysprosium-163 est produit et un neutrino est libéré.

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Les physiciens peuvent alors mesurer l'énergie totale libérée lors de cette désintégration à l'aide d'un type de calorimètre et en déduire la masse du neutrino « manquant » qui a volé dans l'éther en se basant sur la masse totale de l'atome et la célèbre équation d'Einstein, E = mc2.2Où masse et énergie sont égales.

Ceci est calculé comme ce qu'on appelle valeur x: Une différence d'énergie qui peut se traduire par la masse « perdue » de la somme des particules atomiques après une réaction de désintégration. Cette différence de masse est interprétée comme un neutrino.

Cependant, les atomes d'or dans lesquels l'holmium-163 est présent peuvent affecter cette réaction de désintégration, Il explique Christoph Schweiger, physicien à l'Institut Max Planck de physique nucléaire et auteur principal de la nouvelle étude.

« Il est donc important de mesurer la valeur Q le plus précisément possible à l'aide d'une méthode alternative et de la comparer à la valeur déterminée par calorimétrie afin de détecter d'éventuelles sources d'erreur systématiques. » Il dit.

Pour ce faire, Schweiger et ses collègues ont mis en place une expérience combinant cinq soi-disant Pièges à écrireempilés les uns sur les autres à l'intérieur d'un aimant supraconducteur placé sous vide et immergé dans de l'hélium liquide à environ 4 degrés Kelvin (-269,1 degrés Celsius ou -452,5 degrés Fahrenheit).

PENTATRAP se compose de cinq pièges à écriture empilés les uns sur les autres, comme le montre la tour centrale jaune. (MPI pour la physique nucléaire)

Tous ces efforts contribuent à protéger l’équipement afin qu’il soit suffisamment sensible pour capturer les particules dans les pièges de Penning et mesurer d’infimes différences d’énergie entre les ions chargés d’holmium-163 et de dysprosium-163.

« Avec un Airbus A-380 doté d'une charge utile maximale, vous pouvez utiliser cette sensibilité pour déterminer si une seule goutte d'eau s'est posée dessus », a déclaré Schweiger. Il dit.

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En fait, les chercheurs ont mesuré les ions holmium-163 entrants et les ions dysprosium-163 résultants pour arriver à une valeur Q de 2863,2 ± 0,6 eVC.-2qui est 50 fois plus précise que la tension précédente, qui atteignait une valeur de 2833 ± 34 V C.-2.

L’utilisation d’une valeur Q plus précise et mesurée de manière indépendante en conjonction avec d’autres résultats expérimentaux « est essentielle pour évaluer les incertitudes systématiques dans la détermination de la masse des neutrinos », expliquent Schweiger et ses collègues. Écrire dans leur article publié.

Bien qu'il ne s'agisse que d'une pièce du puzzle, une résolution améliorée dans des mesures telles que Q peut être combinée à un large éventail de méthodes pour comprendre pourquoi les fantômes étranges et chatoyants du monde des particules se comportent comme des esprits frappeurs.

L'étude a été publiée dans Physique naturelle.

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La NASA invite les médias à découvrir une nouvelle mission technique propulsée par le Soleil

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La NASA invite les médias à découvrir une nouvelle mission technique propulsée par le Soleil

Une nouvelle mission de la NASA teste une nouvelle façon de naviguer dans notre système solaire en levant sa voile dans l'espace pour capter non pas le vent, mais la force motrice de la lumière du soleil.

Le système avancé de voile solaire composite de la NASA est dirigé par le centre de recherche Ames de l'agence dans la Silicon Valley en Californie. Un CubeSat de la taille d'un four à micro-ondes devrait être lancé À bord d'une fusée Rocket Lab Electron depuis le Launch Complex 1 de la société sur la péninsule de Mahia en Nouvelle-Zélande. La fenêtre de lancement s'ouvre à 15h PDT Mardi 23 avril (22h UTC). Le déploiement et l’exploitation réussis de bras à voile solaire composites légers démontreront leur capacité et ouvriront la porte à des missions à grande échelle sur la Lune, sur Mars et au-delà.

Une fois en orbite, à environ 600 milles au-dessus de la Terre, le CubeSat déploiera un système de voile solaire composite léger, alimenté par l'énergie solaire, mesurant plus de 800 pieds carrés. Tout comme un voilier utilise le vent pour traverser l'océan, la technologie des voiles solaires utilisera la pression de la lumière du soleil pour voyager dans l'espace et effectuer une série de manœuvres pour démontrer l'élévation et l'abaissement de l'orbite. Tout au long de l'exposition, le vaisseau spatial peut être visible à l'œil nu dans le ciel nocturne.

Les médias intéressés à planifier une interview avec l'un des ingénieurs de la NASA Ames impliqués dans le développement de CubeSat doivent envoyer un e-mail au bureau des communications de la NASA Ames à [email protected].

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Une bobine de ressources informatives comprend des clips animés du système de voile solaire ici.

Recevez des mises à jour de lancement, des dernières nouvelles et des photos sur Petit blog satellite Et la NASA Ames aussi Instagram, FacebookEt X.

Pour plus d’informations sur le centre de recherche Ames de la NASA, visitez :

https://www.nasa.gov/ames

-fin-

Rachel Hoover

Centre de recherche Ames, Silicon Valley, Californie.
650-604-4789

[email protected]

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