دستگاه های میکرو و لیزرهای کارآمدتر

دستگاه های خرد و کارآمدترلیزر
محققان موسسه پلی تکنیک Rensselaer ایجاد کرده انددستگاه لیزراین تنها عرض موهای انسان است که به فیزیکدانان کمک می کند تا خصوصیات 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 اعم از دارو تا تولید کمک کند.

درلیزردستگاه از ماده خاصی به نام عایق توپولوژیکی فوتونیک ساخته شده است. عایق های توپولوژیکی فوتونیک قادر به هدایت فوتون ها (امواج و ذرات تشکیل دهنده نور) از طریق رابط های خاص در داخل مواد هستند ، در حالی که از پراکندگی این ذرات در خود مواد جلوگیری می کنند. به دلیل این خاصیت ، عایق های توپولوژیکی بسیاری از فوتون ها را قادر می سازند که به طور کلی با هم همکاری کنند. این دستگاه ها همچنین می توانند به عنوان "شبیه سازهای کوانتومی" توپولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند و به محققان این امکان را می دهد تا پدیده های کوانتومی-قوانین فیزیکی که در مقیاس های بسیار کوچک حاکم هستند-را در مینی برچسب ها مطالعه کنند.
"وابسته به توپولوژیکی فوتونیعایق ما ساخته شده بی نظیر است. در دمای اتاق کار می کند. این یک موفقیت بزرگ است. پیش از این ، چنین مطالعاتی فقط می تواند با استفاده از تجهیزات بزرگ و گران قیمت برای خنک کردن مواد در خلاء انجام شود. بسیاری از آزمایشگاه های تحقیقاتی این نوع تجهیزات را ندارند ، بنابراین دستگاه ما افراد بیشتری را قادر می سازد تا این نوع تحقیقات فیزیک اساسی را در آزمایشگاه انجام دهند. " این مطالعه از اندازه نمونه نسبتاً کمی برخوردار بود ، اما نتایج حاکی از آن است که داروی جدید اثربخشی قابل توجهی در درمان این اختلال ژنتیکی نادر نشان داده است. ما مشتاقانه منتظر هستیم تا این نتایج را در کارآزمایی های بالینی آینده تأیید کنیم و به طور بالقوه منجر به گزینه های جدید درمانی برای بیماران مبتلا به این بیماری شود. " اگرچه اندازه نمونه این مطالعه نسبتاً اندک بود ، اما یافته ها نشان می دهد که این داروی جدید اثربخشی قابل توجهی در درمان این اختلال ژنتیکی نادر نشان داده است. ما مشتاقانه منتظر هستیم تا این نتایج را در کارآزمایی های بالینی آینده تأیید کنیم و به طور بالقوه منجر به گزینه های جدید درمانی برای بیماران مبتلا به این بیماری شود. "
محققان افزودند: "این همچنین یک قدم بزرگ در توسعه لیزرها است زیرا آستانه دستگاه دمای اتاق ما (میزان انرژی مورد نیاز برای کار کردن آن) هفت برابر کمتر از دستگاه های کرایوژن قبلی است." محققان موسسه پلی تکنیک Rensselaer از همان تکنیک مورد استفاده در صنعت نیمه هادی برای ساخت میکروچیپ ها برای ایجاد دستگاه جدید خود استفاده کردند که شامل انباشت انواع مختلف لایه به صورت لایه ، از سطح اتمی تا سطح مولکولی است تا ساختارهای ایده آل با خواص خاص ایجاد شود.
برای ساختندستگاه لیزرمحققان صفحات فوق العاده نازک از هالید سلنید (کریستالی تشکیل شده از سزیم ، سرب و کلر) و پلیمرهای الگوی اچ شده را بر روی آنها رشد دادند. آنها این صفحات کریستالی و پلیمرها را بین مواد مختلف اکسید ساندویچ کردند و در نتیجه یک جسم در حدود 2 میکرون ضخیم و 100 میکرون بلند و پهن (عرض متوسط ​​موهای انسان 100 میکرون است).
هنگامی که محققان لیزر را در دستگاه لیزر درخشیدند ، یک الگوی مثلث درخشان در رابط طراحی مواد ظاهر شد. این الگوی با طراحی دستگاه تعیین می شود و نتیجه ویژگی های توپولوژیکی لیزر است. وی گفت: "قادر به مطالعه پدیده های کوانتومی در دمای اتاق چشم انداز مهیج است. کار نوآورانه پروفسور بائو نشان می دهد که مهندسی مواد می تواند به ما در پاسخ به برخی از بزرگترین سؤالات علوم کمک کند. " دین مهندسی انستیتوی پلی تکنیک Rensselaer گفت.