Hvězdárna Valašské Meziříčí
www.astrovm.cz
Zřizovatelem organizace je
   


30.09.2026
Vesmír není jen pro odborníky. Přijďte mezi nás!

Klub je určen všem zájemcům od 15 let až do nekonečna. Vítáni jsou amatérští astronomové, pozorovatelé i úplní začátečníci. Jednou za 14 dní se scházíme na Hvězdárně Valašské Meziříčí, věnujeme se novinkám z astronomie, dějinám vědy, planetám, hvězdám, kosmickým sondám i experimentální fyzice z běžných domácích surovin a pomůcek. Když počasí dovolí, vyrážíme k dalekohledům, učíme se orientovat na obloze a pracovat s astronomickou technikou.

18.09.2026
Astronomický kroužek znovu na startu

Nový školní rok je v plném proudu a spolu s ním se znovu rozběhl také náš astronomický kroužek. Ve druhém školním týdnu proběhla první společná schůzka, na které se vedle známých tváří objevili i noví zájemci. Do letošního roku tak vstupujeme s jedenácti účastníky a před sebou máme další pořádnou porci vesmíru. Čeká nás směs pozorování, experimentů, badatelských úkolů i menších projektů. Vyzkoušíme si například stavbu Hanojské věže, chemický semafor nebo pokusy z paprskové optiky. Nebude ale chybět ani práce s astronomickými aplikacemi ve virtuálním prostředí, pozorování Slunce a samozřejmě také skutečné večerní výpravy za planetami, hvězdami a dalšími objekty noční oblohy.

10.09.2026
Letní putování vesmírem 2026

Po několikaleté odmlce se hvězdárna znovu zařadila mezi organizátory letních vzdělávacích táborů a kurzů. Během letošní letní sezóny jsme připravili hned dvě akce. V prvním případě se jednalo o kombinovaný pobytový a tzv. docházkový tábor, který začínal již na počátku prázdnin. Pro nás představoval nejen návrat k této formě vzdělávacích aktivit, ale zároveň i určitý organizační experiment.V prvním případě se jednalo o kombinovaný pobytový a tzv. docházkový tábor, který začínal již na počátku prázdnin. Pro nás představoval nejen návrat k této formě vzdělávacích aktivit, ale zároveň i určitý organizační experiment.

Přihlašte se k odběru aktualit AKA, novinek z hvězdárny a akcí:

S Vašimi osobními údaji pracujeme dle našich zásad zpracování osobních údajů.

Více informací o zasílání novinek

Nacházíte se: Úvodní » Aktuality AK » Vědci zmenšili laboratorní spektrometr na velikost zrnka písku

Vědci zmenšili laboratorní spektrometr na velikost zrnka písku

20.04.2026
Miniaturní senzor nahrazuje objemné laboratorní
vybavení
Credit: Image courtesy of the Integrated Nanodevices
& Nanosystems Research Lab at UC Davis

Nový čipový spektrometr zpochybňuje dlouhodobou závislost na objemných optických systémech tím, že nahrazuje fyzickou separaci světla výpočetní rekonstrukcí. Tento miniaturní senzor, umístěný na špičce prstu, nahrazuje objemné laboratorní vybavení. Využívá povrchové nanostruktury zachycující fotony a umělou inteligenci (AI) k přesné analýze nemocí, kontrole kvality potravin a detekci znečištění s využitím viditelného i blízkého infračerveného světla.

Po celá desetiletí se analýza chemického složení materiálů, ať už pro lékařskou diagnózu, kontrolu potravin nebo monitorování znečištění, spoléhala na velké a nákladné laboratorní přístroje známé jako spektrometry. Tyto systémy fungují tak, že rozkládají světlo na jeho barevné složky pomocí hranolu nebo mřížky a poté měří intenzitu každé vlnové délky. Protože tento proces vyžaduje, aby světlo urazilo relativně dlouhou vzdálenost, bývají tyto přístroje objemné a obtížně se zmenšují.

Výzkumníci z University of California, Davis, nyní zvolili jiný přístup k miniaturizaci. Ve studii publikované v časopise Advanced Photonics popisují spektrometr zmenšený na velikost zrnka písku. Tento kompaktní spektrometr na čipu je navržen pro integraci do přenosných zařízení. Místo fyzického rozdělení světla do spektra se systém spoléhá na výpočetní rekonstrukci.

Čip nahrazuje tradiční optiku pouhými 16 křemíkovými detektory, z nichž každý je naladěn tak, aby reagoval na přicházející světlo mírně odlišně. Tyto detektory společně zachycují překrývající se signály, které kódují původní spektrum. Tento proces je podobný tomu, jako by několik senzorů vzorkovalo různé prvky smíšeného signálu, přičemž úplný obraz se objeví až po analýze. Tato analýza se provádí pomocí umělé inteligence (AI).

Rozšíření schopností křemíku
Návrh závisí na dvou klíčových pokrocích. Za prvé, vědci modifikovali standardní křemíkové fotodiody přidáním povrchových textur zachycujících fotony (PTST – photon-trapping surface textures). Zatímco křemík je vhodný pro detekci viditelného světla, je mnohem méně účinný v blízké infračervené oblasti NIR – near-infrared (vlnové délky až 1100 nm, asi 1,1 mikrometru), což je důležité pro aplikace, jako je biomedicínské zobrazování, protože proniká tkání účinněji než viditelné světlo.

Porovnání citlivosti standardního spektrometru
a miniaturního čipu
Credit: Ahamed et al., doi 10.1117/1.AP.8.1.016008

Zatímco standardní objemné spektrometry ztrácejí citlivost v blízké infračervené oblasti (obrázek nahoře), tento nový miniaturní čip využívá specializované povrchové textury a umělou inteligenci k detekci signálů, které jsou normálně neviditelné (dole). Data demonstrují toto zvýšení výkonu a ukazují jasné detekční píky nad 950 nanometry, zatímco konvenční křemíková zařízení stagnují. Tato inovace umožňuje senzoru menšímu než milimetr provádět komplexní analýzu světla, která byla dříve možná pouze s objemným laboratorním vybavením.

Tyto upravené povrchové textury způsobují, že se přicházející fotony blízkého infračerveného záření rozptylují uvnitř tenké křemíkové vrstvy, místo aby jí procházely. V důsledku toho se zvyšuje pravděpodobnost absorpce, což umožňuje čipu detekovat širší rozsah vlnových délek.

Systém také obsahuje vysokorychlostní senzory schopné měřit životnost fotonů s velmi vysokou přesností. To umožňuje zařízení zachytit extrémně rychlé interakce světla a hmoty, které konvenční spektrometry nedokážou rozlišit.

Řešení pomocí umělé inteligence
Druhou hlavní součástí je plně propojená neuronová síť. Protože detektory produkují nepřímé a zašuměné signály namísto jasného spektra, musí se umělá inteligence naučit, jak je interpretovat. Je trénována na velkých datových sadách, aby mapovala výstupy detektorů zpět na původní světelné spektrum.

Řešením tohoto „inverzního problému“ dokáže systém rekonstruovat spektrální informace s rozlišením přibližně 8 nm. Tento přístup odstraňuje potřebu hranolů, mřížek a dalších objemných optických komponent.

Hotové zařízení zabírá pouhých 0,4 mm2, přesto nabízí vysokou citlivost a silnou odolnost vůči šumu. Dokáže udržovat přesné hodnoty i v prostředích se značným elektrickým rušením, které je často omezením pro kompaktní a levnou elektroniku. Rozšířením citlivosti křemíku do oblasti blízkého infračerveného záření a jeho kombinací se strojovým učením otevírá tato technologie dveře k hyperspektrálnímu snímání v reálném čase v oblastech, jako je lékařská diagnostika a monitorování životního prostředí.

Zdroj: https://scitechdaily.com/scientists-shrink-a-lab-spectrometer-to-the-size-of-a-grain-of-sand/

autor: František Martinek


   

Tato stránka je vytištěna z webu www.astrovm.cz
Těšíme se na Vaši návštěvu.
WebArchiv Hvězdárna Valašské Meziříčí, příspěvková organizace, Vsetínská 78, 757 01 Valašské Meziříčí
Příspěvková organizace Zlínského kraje. Telefon: 571 611 928, Mobil: 777 277 134, E-mail: info@astrovm.cz
Jak chráníme Vaše osobní údaje | Nastavení cookies | Vyrobil: WebConsult.cz