الأجهزة الصغيرة وأشعة الليزر الأكثر كفاءة

الأجهزة الصغيرة وأكثر كفاءةالليزر
قام الباحثون في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية بإنشاءجهاز ليزروهذا فقط عرض شعرة الإنسان، مما سيساعد الفيزيائيين على دراسة الخصائص الأساسية للمادة والضوء. ويمكن لأبحاثهم، المنشورة في مجلات علمية مرموقة، أن تساعد أيضًا في تطوير أشعة ليزر أكثر كفاءة لاستخدامها في مجالات تتراوح من الطب إلى التصنيع.

الالليزريتكون الجهاز من مادة خاصة تسمى العازل الطوبولوجي الضوئي. العوازل الطوبولوجية الضوئية قادرة على توجيه الفوتونات (الموجات والجسيمات التي تشكل الضوء) من خلال واجهات خاصة داخل المادة، مع منع هذه الجسيمات من التشتت في المادة نفسها. وبسبب هذه الخاصية، تمكن العوازل الطوبولوجية العديد من الفوتونات من العمل معًا ككل. ومن الممكن استخدام هذه الأجهزة أيضًا باعتبارها "محاكيات كمومية" طوبولوجية، مما يسمح للباحثين بدراسة الظواهر الكمومية ــ القوانين الفيزيائية التي تحكم المادة عند مستويات صغيرة للغاية ــ في مختبرات صغيرة.
"الالطوبولوجية الضوئيةالعازل الذي صنعناه فريد من نوعه. يعمل في درجة حرارة الغرفة. وهذا يعد إنجازا كبيرا. في السابق، لم يكن من الممكن إجراء مثل هذه الدراسات إلا باستخدام معدات كبيرة ومكلفة لتبريد المواد في الفراغ. قال الأستاذ المساعد في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (RPI) في قسم علوم وهندسة المواد والأستاذ المساعد في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (RPI) في قسم علوم وهندسة المواد والأستاذ المساعد في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية (RPI): "لا تمتلك العديد من مختبرات الأبحاث هذا النوع من المعدات، لذا فإن أجهزتنا تمكن المزيد من الأشخاص من إجراء هذا النوع من أبحاث الفيزياء الأساسية في المختبر". مؤلف الدراسة. كانت الدراسة ذات حجم عينة صغير نسبيًا، لكن النتائج تشير إلى أن الدواء الجديد أظهر فعالية كبيرة في علاج هذا الاضطراب الوراثي النادر. ونحن نتطلع إلى مزيد من التحقق من صحة هذه النتائج في التجارب السريرية المستقبلية وربما تؤدي إلى خيارات علاجية جديدة للمرضى الذين يعانون من هذا المرض. على الرغم من أن حجم عينة الدراسة كان صغيرًا نسبيًا، إلا أن النتائج تشير إلى أن هذا الدواء الجديد أظهر فعالية كبيرة في علاج هذا الاضطراب الوراثي النادر. ونحن نتطلع إلى مزيد من التحقق من صحة هذه النتائج في التجارب السريرية المستقبلية وربما تؤدي إلى خيارات علاجية جديدة للمرضى الذين يعانون من هذا المرض.
وأضاف الباحثون: "هذه أيضًا خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير الليزر لأن عتبة جهاز درجة حرارة الغرفة لدينا (كمية الطاقة اللازمة لتشغيله) أقل سبع مرات من الأجهزة المبردة السابقة". استخدم الباحثون في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية نفس التقنية المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات لصنع الرقائق الدقيقة لإنشاء أجهزتهم الجديدة، والتي تتضمن تكديس أنواع مختلفة من المواد طبقة تلو الأخرى، من المستوى الذري إلى المستوى الجزيئي، لإنشاء هياكل مثالية ذات خصائص محددة.
لجعلجهاز الليزرقام الباحثون بتنمية ألواح رقيقة جدًا من هاليد السيلينيد (بلورة مكونة من السيزيوم والرصاص والكلور) وحفروا عليها بوليمرات منقوشة. لقد قاموا بوضع هذه الصفائح البلورية والبوليمرات بين مواد أكسيدية مختلفة، مما أدى إلى إنتاج جسم يبلغ سمكه حوالي 2 ميكرون وطوله وعرضه 100 ميكرون (متوسط ​​عرض شعرة الإنسان هو 100 ميكرون).
وعندما سلط الباحثون شعاع الليزر على جهاز الليزر، ظهر نمط مثلث مضيء في واجهة التصميم المادي. يتم تحديد النمط من خلال تصميم الجهاز وهو نتيجة للخصائص الطوبولوجية لليزر. "إن القدرة على دراسة الظواهر الكمومية في درجة حرارة الغرفة هو احتمال مثير. يُظهر العمل المبتكر للبروفيسور باو أن هندسة المواد يمكن أن تساعدنا في الإجابة على بعض أكبر الأسئلة في العلوم. وقال عميد الهندسة في معهد رينسيلار للفنون التطبيقية.