Micro συσκευές και πιο αποτελεσματικέςλέιζερ
Οι ερευνητές του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer δημιούργησαν ένασυσκευή λέιζεραυτό είναι μόνο το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας, κάτι που θα βοηθήσει τους φυσικούς να μελετήσουν τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης και του φωτός. Η δουλειά τους, που δημοσιεύτηκε σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά, θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών λέιζερ για χρήση σε τομείς που κυμαίνονται από την ιατρική μέχρι την κατασκευή.
ΟλέιζερΗ συσκευή είναι κατασκευασμένη από ένα ειδικό υλικό που ονομάζεται φωτονικός τοπολογικός μονωτής. Οι φωτονικοί τοπολογικοί μονωτές είναι σε θέση να καθοδηγούν τα φωτόνια (τα κύματα και τα σωματίδια που συνθέτουν το φως) μέσω ειδικών διεπαφών μέσα στο υλικό, ενώ εμποδίζουν αυτά τα σωματίδια να διασκορπιστούν στο ίδιο το υλικό. Λόγω αυτής της ιδιότητας, οι τοπολογικοί μονωτές επιτρέπουν σε πολλά φωτόνια να συνεργάζονται ως σύνολο. Αυτές οι συσκευές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως τοπολογικοί «κβαντικοί προσομοιωτές», επιτρέποντας στους ερευνητές να μελετούν τα κβαντικά φαινόμενα - τους φυσικούς νόμους που διέπουν την ύλη σε εξαιρετικά μικρές κλίμακες - σε μίνι-εργαστήρια.
"Οφωτονική τοπολογικήο μονωτήρας που φτιάξαμε είναι μοναδικός. Λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη. Προηγουμένως, τέτοιες μελέτες μπορούσαν να πραγματοποιηθούν μόνο με τη χρήση μεγάλου, ακριβού εξοπλισμού για την ψύξη ουσιών στο κενό. Πολλά ερευνητικά LABS δεν διαθέτουν αυτό το είδος εξοπλισμού, επομένως η συσκευή μας δίνει τη δυνατότητα σε περισσότερους ανθρώπους να κάνουν αυτού του είδους τη θεμελιώδη έρευνα φυσικής στο εργαστήριο», δήλωσε ο επίκουρος καθηγητής του Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) στο Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. Η μελέτη είχε ένα 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 να οδηγήσουμε δυνητικά σε νέες θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με αυτήν την ασθένεια». 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 να οδηγήσουμε δυνητικά σε νέες θεραπευτικές επιλογές για ασθενείς με αυτήν την ασθένεια».
«Αυτό είναι επίσης ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στην ανάπτυξη των λέιζερ επειδή το όριο της συσκευής μας σε θερμοκρασία δωματίου (η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να λειτουργήσει) είναι επτά φορές χαμηλότερο από τις προηγούμενες κρυογονικές συσκευές», πρόσθεσαν οι ερευνητές. Οι ερευνητές του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer χρησιμοποίησαν την ίδια τεχνική που χρησιμοποιεί η βιομηχανία ημιαγωγών για να δημιουργήσουν μικροτσίπ για να δημιουργήσουν τη νέα τους συσκευή, η οποία περιλαμβάνει τη στοίβαξη διαφορετικών ειδών υλικών στρώμα-στρώμα, από ατομικό έως μοριακό επίπεδο, για να δημιουργήσουν ιδανικές δομές με συγκεκριμένες ιδιότητες.
Για να φτιάξετε τοσυσκευή λέιζερ, οι ερευνητές ανέπτυξαν εξαιρετικά λεπτές πλάκες αλογονούχου σεληνίου (ένας κρύσταλλος που αποτελείται από καίσιο, μόλυβδο και χλώριο) και χάραξαν πάνω τους πολυμερή με σχέδια. Έβαλαν αυτές τις κρυσταλλικές πλάκες και τα πολυμερή μεταξύ διαφόρων υλικών οξειδίου, με αποτέλεσμα ένα αντικείμενο πάχους περίπου 2 μικρομέτρων και μήκους και πλάτους 100 μικρομέτρων (το μέσο πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας είναι 100 μικρά).
Όταν οι ερευνητές έριξαν ένα λέιζερ στη συσκευή λέιζερ, ένα φωτεινό τρίγωνο εμφανίστηκε στη διεπαφή σχεδιασμού υλικού. Το σχέδιο καθορίζεται από τον σχεδιασμό της συσκευής και είναι το αποτέλεσμα των τοπολογικών χαρακτηριστικών του λέιζερ. «Η δυνατότητα μελέτης κβαντικών φαινομένων σε θερμοκρασία δωματίου είναι μια συναρπαστική προοπτική. Η καινοτόμος δουλειά του καθηγητή Bao δείχνει ότι η μηχανική υλικών μπορεί να μας βοηθήσει να απαντήσουμε σε μερικά από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στην επιστήμη». δήλωσε ο κοσμήτορας του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer.
Ώρα δημοσίευσης: Ιούλιος-01-2024