Mikrotoestelle en meer doeltreffendlasers
Navorsers van die Rensselaer Polytechnic Institute het 'nlasertoesteldit is slegs die breedte van 'n menslike haar, wat fisici sal help om die fundamentele eienskappe van materie en lig te bestudeer. Hul werk, gepubliseer in gesogte wetenskaplike tydskrifte, kan ook help om meer doeltreffende lasers te ontwikkel vir gebruik in velde wat wissel van medisyne tot vervaardiging.
DielaserDie toestel is gemaak van 'n spesiale materiaal wat 'n fotoniese topologiese isolator genoem word. Fotoniese topologiese isolators kan fotone (die golwe en deeltjies wat lig uitmaak) deur spesiale koppelvlakke binne die materiaal lei, terwyl dit verhoed dat hierdie deeltjies in die materiaal self verstrooi. As gevolg van hierdie eienskap, stel topologiese isolators baie fotone in staat om as 'n geheel saam te werk. Hierdie toestelle kan ook as topologiese "kwantumsimulators" gebruik word, wat navorsers in staat stel om kwantumverskynsels - die fisiese wette wat materie op uiters klein skale beheer - in mini-laboratoriums te bestudeer.
“Diefotoniese topologie"Die isolator wat ons gemaak het, is uniek. Dit werk by kamertemperatuur. Dit is 'n groot deurbraak. Voorheen kon sulke studies slegs uitgevoer word met groot, duur toerusting om stowwe in 'n vakuum af te koel. Baie navorsingslaboratoriums het nie hierdie soort toerusting nie, so ons toestel stel meer mense in staat om hierdie soort fundamentele fisika-navorsing in die laboratorium te doen," het die assistent-professor van die Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in die Departement Materiaalkunde en Ingenieurswese en senior outeur van die studie gesê. Die studie het 'n relatief klein steekproefgrootte gehad, maar die resultate dui daarop dat die nuwe middel beduidende doeltreffendheid getoon het in die behandeling van hierdie seldsame genetiese afwyking. Ons sien uit daarna om hierdie resultate verder te valideer in toekomstige kliniese proewe en moontlik te lei tot nuwe behandelingsopsies vir pasiënte met hierdie siekte." Alhoewel die steekproefgrootte van die studie relatief klein was, dui die bevindinge daarop dat hierdie nuwe middel beduidende doeltreffendheid getoon het in die behandeling van hierdie seldsame genetiese afwyking. Ons sien uit daarna om hierdie resultate verder te valideer in toekomstige kliniese proewe en moontlik te lei tot nuwe behandelingsopsies vir pasiënte met hierdie siekte."
“Dit is ook 'n groot stap vorentoe in die ontwikkeling van lasers, want ons kamertemperatuur-toesteldrempel (die hoeveelheid energie wat benodig word om dit te laat werk) is sewe keer laer as vorige kriogeniese toestelle,” het die navorsers bygevoeg. Die navorsers van die Rensselaer Polytechnic Institute het dieselfde tegniek gebruik wat deur die halfgeleierbedryf gebruik word om mikroskyfies te maak om hul nuwe toestel te skep, wat behels dat verskillende soorte materiale laag vir laag gestapel word, van die atoom- tot molekulêre vlak, om ideale strukture met spesifieke eienskappe te skep.
Om dielasers toestel, het die navorsers ultradun plate seleniedhalied (’n kristal wat bestaan uit sesium, lood en chloor) gekweek en patroonpolimere daarop geëts. Hulle het hierdie kristalplate en polimere tussen verskeie oksiedmateriale geplaas, wat 'n voorwerp van ongeveer 2 mikron dik en 100 mikron lank en breed tot gevolg gehad het (die gemiddelde breedte van 'n menslike haar is 100 mikron).
Toe die navorsers 'n laser na die lasertoestel geskyn het, het 'n helder driehoekpatroon by die materiaalontwerp-koppelvlak verskyn. Die patroon word bepaal deur die toestelontwerp en is die resultaat van die topologiese eienskappe van die laser. “Om kwantumverskynsels by kamertemperatuur te kan bestudeer, is 'n opwindende vooruitsig. Professor Bao se innoverende werk toon dat materiaalingenieurswese ons kan help om van die grootste vrae in die wetenskap te beantwoord,” het die ingenieursdekaan van die Rensselaer Polytechnic Institute gesê.
Plasingstyd: 1 Julie 2024