Mikrozariadenia a efektívnejšie lasery

Mikro zariadenia a efektívnejšielasery
Výskumníci polytechnického inštitútu Rensselaer vytvorili alaserové zariadenieto je len šírka ľudského vlasu, čo fyzikom pomôže študovať základné vlastnosti hmoty a svetla. Ich práca, publikovaná v prestížnych vedeckých časopisoch, by tiež mohla pomôcť vyvinúť efektívnejšie lasery na použitie v oblastiach od medicíny až po výrobu.

ThelaserZariadenie je vyrobené zo špeciálneho materiálu nazývaného fotonický topologický izolátor. Fotonické topologické izolátory sú schopné viesť fotóny (vlny a častice, ktoré tvoria svetlo) cez špeciálne rozhrania vo vnútri materiálu, pričom zabraňujú rozptylu týchto častíc v samotnom materiáli. Kvôli tejto vlastnosti topologické izolátory umožňujú mnohým fotónom spolupracovať ako celok. Tieto zariadenia môžu byť tiež použité ako topologické „kvantové simulátory“, čo umožňuje výskumníkom študovať kvantové javy – fyzikálne zákony, ktorými sa riadi hmota v extrémne malých mierkach – v minilaboratóriách.
"Thefotonická topologickáNami vyrobený izolátor je jedinečný. Funguje pri izbovej teplote. Ide o zásadný prelom. Predtým sa takéto štúdie mohli vykonávať iba s použitím veľkých a drahých zariadení na chladenie látok vo vákuu. Mnohé výskumné laboratóriá nemajú tento druh vybavenia, takže naše zariadenie umožňuje viacerým ľuďom vykonávať tento druh základného fyzikálneho výskumu v laboratóriu, “povedal odborný asistent Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) na Katedre materiálových vied a inžinierstva. autor štúdie. Štúdia mala relatívne malú veľkosť vzorky, ale výsledky naznačujú, že nový liek preukázal významnú účinnosť pri liečbe tejto zriedkavej genetickej poruchy. Tešíme sa na ďalšie overenie týchto výsledkov v budúcich klinických štúdiách a potenciálne povedie k novým možnostiam liečby pre pacientov s týmto ochorením.“ Hoci veľkosť vzorky štúdie bola relatívne malá, zistenia naznačujú, že tento nový liek preukázal významnú účinnosť pri liečbe tejto zriedkavej genetickej poruchy. Tešíme sa na ďalšie overenie týchto výsledkov v budúcich klinických štúdiách a potenciálne povedie k novým možnostiam liečby pre pacientov s týmto ochorením.“
„Je to tiež veľký krok vpred vo vývoji laserov, pretože prah nášho zariadenia pri izbovej teplote (množstvo energie potrebnej na jeho fungovanie) je sedemkrát nižší ako predchádzajúce kryogénne zariadenia,“ dodali vedci. Výskumníci Polytechnického inštitútu Rensselaer použili rovnakú techniku, akú používa polovodičový priemysel na výrobu mikročipov na vytvorenie svojho nového zariadenia, ktoré zahŕňa skladanie rôznych druhov materiálov vrstvu po vrstve, od atómovej po molekulárnu úroveň, aby sa vytvorili ideálne štruktúry so špecifickými vlastnosťami.
Aby salaserové zariadenie, výskumníci vypestovali ultratenké platne halogenidu selenidu (kryštál vyrobený z cézia, olova a chlóru) a naleptali na ne vzorované polyméry. Tieto kryštálové platne a polyméry vložili medzi rôzne oxidové materiály, výsledkom čoho bol predmet s hrúbkou asi 2 mikróny a 100 mikrónov dlhý a široký (priemerná šírka ľudského vlasu je 100 mikrónov).
Keď výskumníci zažiarili laserom na laserové zariadenie, na rozhraní materiálového dizajnu sa objavil svetelný trojuholníkový vzor. Vzor je určený konštrukciou zariadenia a je výsledkom topologických charakteristík lasera. „Schopnosť študovať kvantové javy pri izbovej teplote je vzrušujúca perspektíva. Inovatívna práca profesora Bao ukazuje, že materiálové inžinierstvo nám môže pomôcť zodpovedať niektoré z najväčších vedeckých otázok.“ Povedal to dekan inžinierskeho inštitútu Rensselaer Polytechnic Institute.