Mikro zariadenia a efektívnejšielasery
Výskumníci z Rensselaer Polytechnic Institute vytvorililaserové zariadenieto je len šírka ľudského vlasu, čo pomôže fyzikom študovať základné vlastnosti hmoty a svetla. Ich práca, publikovaná v prestížnych vedeckých časopisoch, by mohla tiež pomôcť vyvinúť účinnejšie lasery na použitie v oblastiach od medicíny až po výrobu.
Ten/Tá/TolaserZariadenie je vyrobené zo špeciálneho materiálu nazývaného fotonický topologický izolátor. Fotonické topologické izolátory dokážu viesť fotóny (vlny a častice, ktoré tvoria svetlo) cez špeciálne rozhrania vo vnútri materiálu a zároveň zabraňujú rozptylu týchto častíc v samotnom materiáli. Vďaka tejto vlastnosti topologické izolátory umožňujú mnohým fotónom spolupracovať ako celok. Tieto zariadenia sa dajú použiť aj ako topologické „kvantové simulátory“, ktoré umožňujú výskumníkom študovať kvantové javy – fyzikálne zákony, ktoré riadia hmotu v extrémne malých mierkach – v mini laboratóriách.
„Ten/tá/tofotonický topologický„Izolator, ktorý sme vyrobili, je jedinečný. Funguje pri izbovej teplote. Toto je významný prielom. Predtým sa takéto štúdie dali vykonávať iba s použitím veľkých a drahých zariadení na chladenie látok vo vákuu. Mnohé výskumné laboratóriá nemajú tento druh vybavenia, takže naše zariadenie umožňuje väčšiemu počtu ľudí vykonávať tento druh základného fyzikálneho výskumu v laboratóriu,“ povedal docent na Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) na Katedre materiálových vied a inžinierstva a hlavný autor štúdie. Štúdia mala relatívne malú vzorku, ale výsledky naznačujú, že nový liek preukázal významnú účinnosť pri liečbe tejto zriedkavej genetickej poruchy. Tešíme sa na ďalšie potvrdenie týchto výsledkov v budúcich klinických skúškach a potenciálne na nové možnosti liečby pacientov s touto chorobou.“ 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 potvrdenie týchto výsledkov v budúcich klinických skúškach a potenciálne na nové možnosti liečby pacientov s touto chorobou.
„Toto je tiež veľký krok vpred vo vývoji laserov, pretože prahová hodnota nášho zariadenia pri izbovej teplote (množstvo energie potrebnej na jeho fungovanie) je sedemkrát nižšia ako u predchádzajúcich kryogénnych zariadení,“ dodali výskumníci. Výskumníci z Rensselaer Polytechnic Institute použili na vytvorenie svojho nového zariadenia rovnakú techniku, akú používa polovodičový priemysel na výrobu mikročipov. Táto technika zahŕňa vrstvenie rôznych druhov materiálov vrstvu po vrstve, od atómovej po molekulárnu úroveň, s cieľom vytvoriť ideálne štruktúry so špecifickými vlastnosťami.
Aby salaserové zariadenieVýskumníci vypestovali ultratenké platne halogenidu selenida (kryštál zložený z cézia, olova a chlóru) a na ne naleptali vzorované polyméry. Tieto kryštálové platne a polyméry vložili medzi rôzne oxidové materiály, čím vytvorili objekt s hrúbkou približne 2 mikróny a dĺžkou a šírkou 100 mikrónov (priemerná šírka ľudského vlasu je 100 mikrónov).
Keď výskumníci posvietili laserom na laserové zariadenie, na rozhraní materiálového dizajnu sa objavil svetelný trojuholníkový vzor. Tento vzor je určený dizajnom zariadenia a je výsledkom topologických charakteristík laseru. „Možnosť študovať kvantové javy pri izbovej teplote je vzrušujúca perspektíva. Inovatívna práca profesora Baa ukazuje, že materiálové inžinierstvo nám môže pomôcť odpovedať na niektoré z najväčších vedeckých otázok,“ povedal dekan inžinierstva Rensselaer Polytechnic Institute.
Čas uverejnenia: 1. júla 2024