Μικρές συσκευές και πιο αποτελεσματικά λέιζερ

Μικρές συσκευές και πιο αποτελεσματικέςλέιζερ
Οι ερευνητές του Polytechnic Institute του Rensselaer δημιούργησαν ένασυσκευή λέιζερΑυτό είναι μόνο το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας, που θα βοηθήσει τους φυσικούς να μελετήσουν τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης και του φωτός. Το έργο τους, που δημοσιεύθηκε σε αναγνωρισμένα επιστημονικά περιοδικά, θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών λέιζερ για χρήση σε χωράφια που κυμαίνονται από την ιατρική έως την κατασκευή.

ΟλέιζερΗ συσκευή είναι κατασκευασμένη από ειδικό υλικό που ονομάζεται φωτονικό τοπολογικό μονωτή. Τα φωτονικά τοπολογικά μονωτήρα είναι σε θέση να καθοδηγούν τα φωτόνια (τα κύματα και τα σωματίδια που συνθέτουν το φως) μέσω ειδικών διεπαφών μέσα στο υλικό, εμποδίζοντας παράλληλα αυτά τα σωματίδια να διασκορπιστούν στο ίδιο το υλικό. Λόγω αυτής της ιδιοκτησίας, οι τοπολογικοί μονωτήρες επιτρέπουν σε πολλά φωτόνια να συνεργάζονται στο σύνολό τους. Αυτές οι συσκευές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως τοπολογικοί "κβαντικοί προσομοιωτές", επιτρέποντας στους ερευνητές να μελετήσουν τα κβαντικά φαινόμενα-τους φυσικούς νόμους που διέπουν την ύλη σε εξαιρετικά μικρές κλίμακες-σε μίνι-labs.
"Οφωτονικός τοπολογικόςΟ μονωτήρας που κάναμε είναι μοναδικός. Λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη. Προηγουμένως, τέτοιες μελέτες θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν μόνο χρησιμοποιώντας μεγάλο, ακριβό εξοπλισμό για να δροσίσουν ουσίες σε κενό. Πολλά ερευνητικά εργαστήρια δεν διαθέτουν αυτό το είδος εξοπλισμού, οπότε η συσκευή μας επιτρέπει σε περισσότερους ανθρώπους να κάνουν αυτό το είδος θεμελιωδίας έρευνας φυσικής στο εργαστήριο ", δήλωσε ο καθηγητής Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) στο Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικών Υλικών και ανώτερου συγγραφέα της μελέτης. Η μελέτη είχε σχετικά μικρό μέγεθος δείγματος, αλλά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το νέο φάρμακο έχει δείξει σημαντική αποτελεσματικότητα στη θεραπεία αυτής της σπάνιας γενετικής διαταραχής. Ανυπομονούμε να επικυρώσουμε περαιτέρω αυτά τα αποτελέσματα σε μελλοντικές κλινικές δοκιμές και ενδεχομένως να οδηγήσουμε σε νέες θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με αυτή τη νόσο. " Αν και το μέγεθος του δείγματος της μελέτης ήταν σχετικά μικρό, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι αυτό το νέο φάρμακο έχει δείξει σημαντική αποτελεσματικότητα στη θεραπεία αυτής της σπάνιας γενετικής διαταραχής. Ανυπομονούμε να επικυρώσουμε περαιτέρω αυτά τα αποτελέσματα σε μελλοντικές κλινικές δοκιμές και ενδεχομένως να οδηγήσουμε σε νέες θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με αυτή τη νόσο. "
"Αυτό είναι επίσης ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στην ανάπτυξη των λέιζερ, επειδή το κατώφλι της συσκευής θερμοκρασίας δωματίου (η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να λειτουργήσει) είναι επτά φορές χαμηλότερη από τις προηγούμενες κρυογονικές συσκευές", πρόσθεσαν οι ερευνητές. Οι ερευνητές του Polytechnic Institute του Rensselaer χρησιμοποίησαν την ίδια τεχνική που χρησιμοποίησε η βιομηχανία ημιαγωγών για να δημιουργήσει μικροτσίπ για να δημιουργήσει τη νέα συσκευή τους, η οποία περιλαμβάνει τη στοίβαξη διαφορετικών ειδών στρώματος υλικών από το στρώμα, από το ατομικό έως το μοριακό επίπεδο, για να δημιουργήσει ιδανικές δομές με συγκεκριμένες ιδιότητες.
Για να φτιάξω τοσυσκευή λέιζερ, οι ερευνητές μεγάλωσαν εξαιρετικά λεπτές πλάκες αλογονιδίου σεληνιδίου (κρύσταλλο που αποτελείται από καίσο, μόλυβδο και χλώριο) και χαραγμένα πολυμερή με μοτίβο πάνω τους. Στενίζονταν αυτές τις κρυστάλλινες πλάκες και τα πολυμερή μεταξύ διαφόρων υλικών οξειδίου, με αποτέλεσμα ένα αντικείμενο περίπου 2 μικρά πάχους και μήκους 100 μικρών και ευρείας (το μέσο πλάτος ανθρώπινης τρίχας είναι 100 μικρά).
Όταν οι ερευνητές έλαμπαν ένα λέιζερ στη συσκευή λέιζερ, εμφανίστηκε ένα φωτεινό μοτίβο τριγώνου στη διεπαφή σχεδιασμού υλικού. Το μοτίβο καθορίζεται από το σχεδιασμό της συσκευής και είναι το αποτέλεσμα των τοπολογικών χαρακτηριστικών του λέιζερ. "Η ικανότητα να μελετάτε τα κβαντικά φαινόμενα σε θερμοκρασία δωματίου είναι μια συναρπαστική προοπτική. Το καινοτόμο έργο του καθηγητή Bao δείχνει ότι η μηχανική των υλικών μπορεί να μας βοηθήσει να απαντήσουμε σε μερικές από τις μεγαλύτερες ερωτήσεις στην επιστήμη. " Ο Rensselaer Polytechnic Institute Engineering Dean είπε.