แหนบแสงช่วยทำโฟนอนเลเซอร์

แหนบแสงช่วยทำโฟนอนเลเซอร์

ออปติคัลเลเซอร์ซึ่งจะเฉลิมฉลองครบรอบ 60 ปีในปีหน้า ได้นำไปสู่การใช้งานเทคโนโลยีมากมายที่เปลี่ยนชีวิตเรา และนักวิจัยหวังว่ากลไกอะนาล็อกของมันคือ โฟนอนเลเซอร์ สักวันหนึ่งจะมีความสำคัญเช่นเดียวกัน ทีมงานจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์และสถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์ทั้งในนิวยอร์ก ประสบความสำเร็จในการผลิตโฟนอนเลเซอร์โดยใช้อนุภาค

นาโนสเฟียร์ของแก้วที่แขวนอยู่ในสุญญากาศ

โดยใช้แหนบแสง (หรือกับดักไดโพล) อุปกรณ์ซึ่งทำงานในช่วงมวลแบบมีสโคปิกเป็นครั้งแรก อาจไม่เพียงแต่ใช้เพื่อช่วยแก้ปัญหาพื้นฐานในกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น แต่ยังอาจพบการใช้งานในแอปพลิเคชันมาตรวิทยาที่แม่นยำอีกด้วย

นักวิจัยได้ทำงานเกี่ยวกับโฟนอนเลเซอร์ ซึ่งเป็นเครื่องขยายสัญญาณเสียงที่สัมพันธ์กันมากกว่าแสงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ในอุปกรณ์ดังกล่าว โฟนอน (ซึ่งเป็นหน่วยแยกการสั่นสะเทือนที่เล็กที่สุดของตาข่ายคริสตัลของวัสดุ) จะถูกขยายเพื่อสร้างลำแสงเสียงที่มีความเชื่อมโยงกันสูงในลักษณะเดียวกับที่เลเซอร์ออปติคัลสร้างลำแสงที่เชื่อมโยงกันในระดับสูง

ขยายบนแหนบแสงทีมงานที่นำโดยNick Vamivakasได้สร้างอะนาล็อกออปติคัลแบบลอยตัวกับออปติคัลเลเซอร์โดยการขยายแหนบแบบออปติคัล กับดักไดโพลแบบออปติคัลดังที่ทราบกันดีนี้ถูกคิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันชื่อ Arthur Ashkin ซึ่งเพิ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ โดยอาศัยลำแสงเลเซอร์ที่มีโฟกัสสูงเพื่อให้แรงดึงดูดหรือแรงผลักในการจับและเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดไมครอนในวิถีโคจรของลำแสง

โฟนอนเลเซอร์ใหม่ซึ่งสามารถปรับความถี่ได้นั้นขึ้นอยู่กับการสั่นศูนย์กลางของมวลของซิลิคอนนาโนสเฟียร์ซึ่งประกอบด้วยโฟนอนและเครื่องมือทดลองของ Vamivakas และเพื่อนร่วมงานประกอบด้วยกับดักไดโพลออปติคัลพื้นที่ว่างซึ่งพวกมัน 

ระงับนาโนสเฟียร์ในห้องสุญญากาศ 

จากนั้นนักวิจัยใช้เทคนิคการป้อนกลับโดยอาศัยการกระเจิงของแสงจากนาโนสเฟียร์ “ด้วยการวัดแสงที่กระจัดกระจาย เราสามารถปรับเปลี่ยนการสั่นของเม็ดบีดและเพิ่มพลังงานที่วัดได้ในโฟนอน” Vamivakas กล่าว

“ถ้าเราทำอย่างถูกต้อง เราสามารถทำให้เกิดการสั่นที่เริ่มต้นที่หนึ่งแอมพลิจูด และใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ จนกว่าเราจะเริ่มแสดงการเคลื่อนไหวทางกลที่คล้ายคลึงกับสิ่งที่คุณจะได้เห็นหากคุณเปิดเลเซอร์ออปติคัลธรรมดา”

การควบคุมประชากรในสภาวะคงตัว เชื่อมโยงกัน โฟตอน”เทคนิคนี้ช่วยให้เราสามารถปรับเปลี่ยนศักยภาพทางแสงที่สร้างขึ้นโดยลำแสงเลเซอร์ที่ยึดนาโนสเฟียร์ไว้ในกับดักด้วยวิธีที่ถูกต้องในการผลิตเลเซอร์โฟนอน” Vamivakas อธิบาย “สัญญาณป้อนกลับจะควบคุมไดนามิกศูนย์กลางมวลของทรงกลม

“สัญญาณหนึ่งให้การระบายความร้อนด้วยพาราเมทริกแบบไม่เชิงเส้นของโฟนอนที่มีจุดศูนย์กลางมวล ในขณะที่อีกสัญญาณหนึ่งทำให้เกิดการขยายเชิงเส้นของโฟนอนที่มีจุดศูนย์กลางมวล” เขากล่าว “สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถควบคุมประชากรของสถานะคงตัว โฟตอน – ในระบอบควอนตัมตามหลักการ”

ระบอบการปกครองมวล Mesoscopic

อุปกรณ์ใหม่นี้ทำงานด้วยระบบมวลสารแบบส่องกล้อง – นั่นคือประมาณ 1 x 10 -18 กก. สิ่งนี้ทำให้แตกต่างจากเลเซอร์โฟนอนที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งทำงานบนไมโครสเกล (1 x 10 -9 กก.) และมาตราส่วนอะตอม (1 x 10 -25 กก.)

Vamivakas บอกกับ Physics Worldว่า”มีระบอบการปกครองแบบมวลชนขนาดใหญ่ และนี่คือช่วงที่อุปกรณ์ของเราทำงาน” “มันยังมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวตรงที่มันใช้ประโยชน์จากวัตถุที่ลอยได้ ยกเว้นอะตอมที่ติดอยู่เพียงอะตอมเดียว โฟนอนเลเซอร์อื่น ๆ ทั้งหมดจนถึงปัจจุบันได้แสดงให้เห็นในแท่นยึดแบบกลไกหรือแบบผูกโยงซึ่งเลเซอร์ติดอยู่กับซับสเตรต

การคำนวณให้ข้อมูลเชิงลึกว่าทำไมคลื่นเสียงจึงมี ‘มวลลบ’

“การใช้วัตถุที่ลอยได้ทำให้เกิดการแยกตัวทางกลไกในระดับสูง ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในการตั้งค่าอื่นๆ เหล่านี้”

เทคนิคสามารถขยายไปยังวัสดุอื่นได้อย่างง่ายดาย

เลเซอร์ใหม่อาจช่วยพัฒนามาตรวิทยาที่แม่นยำได้ เขากล่าวเสริม ยิ่งไปกว่านั้น เทคนิคที่ใช้ในการศึกษานี้ ซึ่งตีพิมพ์ในNature Photonics  ไม่ไวต่อรายละเอียดโครงสร้างของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในกับดักแสงไดโพล ซึ่งหมายความว่าสามารถขยายไปยังวัสดุอื่นๆ ได้ทันที เช่น อิเล็กตรอนเดี่ยว ละอองลอย หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา

ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamosกล่าวว่าขณะนี้กำลังยุ่งอยู่กับการสำรวจความเชื่อมโยงระหว่างเลเซอร์ออปติคัลกับลูกพี่ลูกน้องของโฟนอน “เรายังมองหาวิธีที่เลเซอร์ของเราสามารถปรับปรุงการวัดที่แม่นยำในระบบออพโตเมคานิกส์แบบลอยตัวได้” Vamivakas เผย

ยุงติดดิน? และโคลิน คาร์ลสัน ผู้ร่วมเขียนบทของเธอ  นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยจอร์จทาวน์  ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าวว่า “การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุดและครอบคลุมที่สุดต่อความมั่นคงด้านสุขภาพทั่วโลก ยุงเป็นเพียงส่วนหนึ่งของความท้าทาย แต่หลังจากการระบาดของไวรัสซิกาในบราซิลในปี 2558 เรากังวลเป็นพิเศษว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป”

อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจเป็นข่าวดีสำหรับประชากรกลุ่มเสี่ยงบางกลุ่ม ทั้ง  ยุงก้นปล่อง  ที่เป็นพาหะของเชื้อมาลาเรียและ  ยุงลาย  ที่เป็นพาหะของโรคต่าง ๆ เป็น  สิ่งที่อันตรายที่สุดในช่วงอุณหภูมิ : เมื่อเทอร์โมมิเตอร์เพิ่มสูงขึ้น อาจร้อนเกินไปสำหรับการแพร่เชื้อมาลาเรียในบางสถานที่ หรือแม้แต่ร้อนเกินไปสำหรับยุง

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>slottosod.com