Μικροσυσκευές και πιο αποδοτικέςλέιζερ
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 εργασία 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 έως τη μεταποίηση.
ΟλέιζερΗ συσκευή είναι κατασκευασμένη από ένα ειδικό υλικό που ονομάζεται φωτονικός τοπολογικός μονωτής. Οι φωτονικοί τοπολογικοί μονωτές είναι σε θέση να καθοδηγούν φωτόνια (τα κύματα και τα σωματίδια που αποτελούν το φως) μέσω ειδικών διεπιφανειών μέσα στο υλικό, εμποδίζοντας παράλληλα 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 κβαντικά φαινόμενα - τους φυσικούς νόμους που διέπουν την ύλη σε εξαιρετικά μικρές κλίμακες - σε μίνι εργαστήρια.
"Οφωτονική τοπολογική«Ο μονωτής που κατασκευάσαμε είναι μοναδικός. Λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου. Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη. Προηγουμένως, τέτοιες μελέτες μπορούσαν να διεξαχθούν μόνο χρησιμοποιώντας μεγάλο, ακριβό εξοπλισμό για την ψύξη ουσιών σε κενό. Πολλά ερευνητικά εργαστήρια δεν διαθέτουν αυτό το είδος εξοπλισμού, επομένως η συσκευή μας επιτρέπει σε περισσότερους ανθρώπους να κάνουν αυτό το είδος βασικής έρευνας φυσικής στο εργαστήριο», δήλωσε ο επίκουρος καθηγητής του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer (RPI) στο Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών και κύριος συγγραφέας 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 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 ενδεχομένως να οδηγήσουμε 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 θερμοκρασίας δωματίου της συσκευής μας (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 χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία ημιαγωγών για την κατασκευή μικροτσίπ για να δημιουργήσουν τη νέα τους συσκευή, η οποία περιλαμβάνει τη στοίβαξη διαφορετικών ειδών υλικών στρώμα προς στρώμα, από το ατομικό έως το μοριακό επίπεδο, για τη δημιουργία ιδανικών δομών με συγκεκριμένες ιδιότητες.
Για να φτιάξετε τοσυσκευή λέιζερ, οι ερευνητές ανέπτυξαν εξαιρετικά λεπτές πλάκες αλογονιδίου σεληνίου (ένας κρύσταλλος που αποτελείται από καίσιο, μόλυβδο και χλώριο) και χάραξαν πάνω τους πολυμερή με σχέδια. Ένωσαν αυτές τις κρυσταλλικές πλάκες και πολυμερή ανάμεσα σε διάφορα υλικά οξειδίου, με αποτέλεσμα ένα αντικείμενο πάχους περίπου 2 μικρών και μήκους και πλάτους 100 μικρών (το μέσο πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας είναι 100 μικρά).
Όταν οι ερευνητές έστρεψαν ένα λέιζερ στη συσκευή λέιζερ, εμφανίστηκε ένα φωτεινό τριγωνικό μοτίβο στη διεπαφή σχεδιασμού υλικού. Το μοτίβο καθορίζεται από το σχεδιασμό της συσκευής και είναι αποτέλεσμα των τοπολογικών χαρακτηριστικών του λέιζερ. «Η δυνατότητα μελέτης κβαντικών φαινομένων σε θερμοκρασία δωματίου είναι μια συναρπαστική προοπτική. Το καινοτόμο έργο 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 μηχανικής του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer.
Ώρα δημοσίευσης: 01 Ιουλίου 2024