Mikroenheder og mere effektivelasere
Forskere fra Rensselaer Polytechnic Institute har skabt enlaserenhedDet er kun bredden af et menneskehår, hvilket vil hjælpe fysikere med at studere de grundlæggende egenskaber ved stof og lys. Deres arbejde, der er offentliggjort i prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter, kan også bidrage til at udvikle mere effektive lasere til brug inden for områder lige fra medicin til fremstillingsvirksomhed.
DelaserEnheden er lavet af et specielt materiale kaldet en fotonisk topologisk isolator. Fotoniske topologiske isolatorer er i stand til at lede fotoner (de bølger og partikler, der udgør lys) gennem særlige grænseflader inde i materialet, samtidig med at disse partikler forhindres i at spredes i selve materialet. På grund af denne egenskab gør topologiske isolatorer det muligt for mange fotoner at arbejde sammen som en helhed. Disse enheder kan også bruges som topologiske "kvantesimulatorer", der giver forskere mulighed for at studere kvantefænomener - de fysiske love, der styrer stof i ekstremt små skalaer - i minilaboratorier.
"Defotonisk topologisk"Den isolator, vi har lavet, er unik. Den virker ved stuetemperatur. Dette er et stort gennembrud. Tidligere kunne sådanne undersøgelser kun udføres ved hjælp af stort, dyrt udstyr til at køle stoffer i vakuum. Mange forskningslaboratorier har ikke denne type udstyr, så vores enhed gør det muligt for flere mennesker at udføre denne form for grundlæggende fysikforskning i laboratoriet," sagde adjunkt ved Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) i Institut for Materialevidenskab og Teknik og seniorforfatter af undersøgelsen. Undersøgelsen havde en relativt lille stikprøvestørrelse, men resultaterne tyder på, at det nye lægemiddel har vist betydelig effekt i behandlingen af denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere at validere disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt føre til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom. Selvom undersøgelsens stikprøvestørrelse var relativt lille, tyder resultaterne på, at dette nye lægemiddel har vist betydelig effekt i behandlingen af denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere at validere disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt føre til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom.
"Dette er også et stort skridt fremad i udviklingen af lasere, fordi vores tærskelværdi for apparater ved stuetemperatur (den mængde energi, der kræves for at få dem til at virke) er syv gange lavere end tidligere kryogene apparater," tilføjede forskerne. Forskerne fra Rensselaer Polytechnic Institute brugte den samme teknik, som halvlederindustrien bruger til at fremstille mikrochips, for at skabe deres nye enhed, hvilket involverer at stable forskellige slags materialer lag for lag, fra atom- til molekylærniveau, for at skabe ideelle strukturer med specifikke egenskaber.
For at lavelaserenhed, dyrkede forskerne ultratynde plader af selenidhalogenid (en krystal bestående af cæsium, bly og klor) og ætsede mønstrede polymerer på dem. De lagde disse krystalplader og polymerer mellem forskellige oxidmaterialer, hvilket resulterede i et objekt, der var omkring 2 mikron tykt og 100 mikron langt og bredt (den gennemsnitlige bredde af et menneskehår er 100 mikron).
Da forskerne lyste med en laser mod laserens enhed, dukkede et lysende trekantmønster op ved materialedesigngrænsefladen. Mønsteret bestemmes af enhedens design og er resultatet af laserens topologiske egenskaber. "At kunne studere kvantefænomener ved stuetemperatur er en spændende udsigt. Professor Baos innovative arbejde viser, at materialeteknik kan hjælpe os med at besvare nogle af de største spørgsmål inden for videnskab," sagde dekanen for ingeniørvidenskab ved Rensselaer Polytechnic Institute.
Opslagstidspunkt: 1. juli 2024