دستگاه های میکرو و لیزرهای کارآمدتر

دستگاه های میکرو و کارآمدترلیزرها
محققان موسسه پلی تکنیک Rensselaer یکدستگاه لیزراین فقط به اندازه عرض یک موی انسان است که به فیزیکدانان کمک می کند تا خواص اساسی ماده و نور را مطالعه کنند. کار آنها که در مجلات علمی معتبر منتشر شده است، همچنین می تواند به توسعه لیزرهای کارآمدتر برای استفاده در زمینه های مختلف از پزشکی گرفته تا تولید کمک کند.

رالیزردستگاه از ماده خاصی به نام عایق توپولوژیکی فوتونی ساخته شده است. عایق های توپولوژیکی فوتونیک قادرند فوتون ها (امواج و ذرات تشکیل دهنده نور) را از طریق رابط های ویژه در داخل ماده هدایت کنند و در عین حال از پراکندگی این ذرات در خود ماده جلوگیری کنند. به دلیل این خاصیت، عایق‌های توپولوژیکی بسیاری از فوتون‌ها را قادر می‌سازند تا به طور کلی با هم کار کنند. این دستگاه‌ها همچنین می‌توانند به‌عنوان «شبیه‌ساز کوانتومی» توپولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند و به محققان این امکان را می‌دهند که پدیده‌های کوانتومی - قوانین فیزیکی حاکم بر ماده را در مقیاس‌های بسیار کوچک - در آزمایشگاه‌های کوچک مطالعه کنند.
"توپولوژیکی فوتونیکعایق ساخته شده ما منحصر به فرد است. در دمای اتاق کار می کند. این یک پیشرفت بزرگ است. پیش از این، چنین مطالعاتی تنها با استفاده از تجهیزات بزرگ و گران قیمت برای خنک کردن مواد در خلاء انجام می شد. بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی این نوع تجهیزات را ندارند، بنابراین دستگاه ما افراد بیشتری را قادر می‌سازد تا این نوع تحقیقات بنیادی فیزیک را در آزمایشگاه انجام دهند. نویسنده مطالعه این مطالعه حجم نمونه نسبتاً کمی داشت، اما نتایج نشان می‌دهد که داروی جدید اثربخشی قابل توجهی در درمان این اختلال ژنتیکی نادر نشان داده است. ما مشتاقانه منتظر اعتبار بیشتر این نتایج در آزمایشات بالینی آینده هستیم و به طور بالقوه منجر به گزینه های درمانی جدید برای بیماران مبتلا به این بیماری می شویم. اگرچه حجم نمونه مطالعه نسبتاً کوچک بود، یافته‌ها نشان می‌دهد که این داروی جدید اثربخشی قابل‌توجهی در درمان این اختلال ژنتیکی نادر نشان داده است. ما مشتاقانه منتظر اعتبار بیشتر این نتایج در آزمایشات بالینی آینده هستیم و به طور بالقوه منجر به گزینه های درمانی جدید برای بیماران مبتلا به این بیماری می شویم.
محققان افزودند: «این همچنین یک گام بزرگ رو به جلو در توسعه لیزر است زیرا آستانه دستگاه دمای اتاق ما (مقدار انرژی مورد نیاز برای کارکرد آن) هفت برابر کمتر از دستگاه‌های برودتی قبلی است. محققان موسسه پلی تکنیک Rensselaer از همان تکنیک مورد استفاده در صنعت نیمه هادی برای ساختن ریزتراشه ها برای ایجاد دستگاه جدید خود استفاده کردند که شامل چیدن انواع مختلف مواد لایه به لایه، از سطح اتمی تا مولکولی، برای ایجاد ساختارهای ایده آل با خواص خاص است.
برای ساختندستگاه لیزرمحققان صفحات بسیار نازک سلنید هالید (کریستالی متشکل از سزیم، سرب و کلر) را پرورش دادند و پلیمرهای طرح دار را روی آنها حک کردند. آنها این صفحات کریستالی و پلیمرها را بین مواد اکسیدی مختلف قرار دادند و در نتیجه جسمی با ضخامت حدود 2 میکرون و طول و عرض 100 میکرون به وجود آمد (عرض متوسط ​​یک موی انسان 100 میکرون است).
هنگامی که محققان لیزری را به دستگاه لیزر پرتاب کردند، یک الگوی مثلث درخشان در رابط طراحی مواد ظاهر شد. این الگو توسط طراحی دستگاه تعیین می شود و نتیجه ویژگی های توپولوژیکی لیزر است. "توانایی مطالعه پدیده های کوانتومی در دمای اتاق یک چشم انداز هیجان انگیز است. کار نوآورانه پروفسور بائو نشان می دهد که مهندسی مواد می تواند به ما کمک کند تا به برخی از بزرگترین سؤالات علم پاسخ دهیم. رئیس مهندسی موسسه پلی تکنیک Rensselaer گفت.