Vifaa vidogo na leza zenye ufanisi zaidi

Vifaa vidogo na vyenye ufanisi zaidileza
Watafiti wa Taasisi ya Polytechnic ya Rensselaer wameundakifaa cha lezaHiyo ni upana wa unywele wa binadamu tu, ambao utawasaidia wanafizikia kusoma sifa za msingi za maada na mwanga. Kazi yao, iliyochapishwa katika majarida ya kisayansi yenye hadhi, inaweza pia kusaidia kutengeneza leza zenye ufanisi zaidi kwa matumizi katika nyanja mbalimbali kuanzia dawa hadi utengenezaji.

YalezaKifaa hiki kimetengenezwa kwa nyenzo maalum inayoitwa kizio cha topolojia cha fotoniki. Vizio vya topolojia vya fotoniki vinaweza kuongoza fotoni (mawimbi na chembe zinazounda mwanga) kupitia miingiliano maalum ndani ya nyenzo, huku vikizuia chembe hizi kutawanyika katika nyenzo yenyewe. Kwa sababu ya sifa hii, vizio vya topolojia huwezesha fotoni nyingi kufanya kazi pamoja kwa ujumla. Vifaa hivi vinaweza pia kutumika kama "viigaji vya quantum" vya topolojia, vinavyowaruhusu watafiti kusoma matukio ya quantum - sheria za kimwili zinazotawala maada kwa mizani midogo sana - katika maabara ndogo.
"Thetopolojia ya fotonikiKihami tulichotengeneza ni cha kipekee. Kinafanya kazi kwenye joto la kawaida. Huu ni uvumbuzi mkubwa. Hapo awali, tafiti kama hizo zingeweza kufanywa tu kwa kutumia vifaa vikubwa na vya gharama kubwa kupoeza vitu kwenye ombwe. MAABARA mengi ya utafiti hayana vifaa vya aina hii, kwa hivyo kifaa chetu kinawawezesha watu wengi zaidi kufanya utafiti wa aina hii wa fizikia ya msingi katika maabara, "alisema profesa msaidizi wa Taasisi ya Rensselaer Polytechnic (RPI) katika Idara ya Sayansi na Uhandisi wa Vifaa na mwandishi mkuu wa utafiti huo. Utafiti huo ulikuwa na ukubwa mdogo wa sampuli, lakini matokeo yanaonyesha kwamba dawa mpya imeonyesha ufanisi mkubwa katika kutibu ugonjwa huu adimu wa kijenetiki. Tunatarajia kuthibitisha zaidi matokeo haya katika majaribio ya kimatibabu yajayo na uwezekano wa kusababisha chaguzi mpya za matibabu kwa wagonjwa wenye ugonjwa huu." Ingawa ukubwa wa sampuli wa utafiti ulikuwa mdogo, matokeo yanaonyesha kwamba dawa hii mpya imeonyesha ufanisi mkubwa katika kutibu ugonjwa huu adimu wa kijenetiki. Tunatarajia kuthibitisha zaidi matokeo haya katika majaribio ya kimatibabu yajayo na uwezekano wa kusababisha chaguzi mpya za matibabu kwa wagonjwa wenye ugonjwa huu."
"Hii pia ni hatua kubwa mbele katika ukuzaji wa leza kwa sababu kizingiti cha kifaa chetu cha halijoto ya chumba (kiasi cha nishati kinachohitajika kuifanya ifanye kazi) ni mara saba chini kuliko vifaa vya awali vya cryogenic," watafiti waliongeza. Watafiti wa Taasisi ya Rensselaer Polytechnic walitumia mbinu ile ile iliyotumiwa na tasnia ya semiconductor kutengeneza microchips ili kuunda kifaa chao kipya, ambacho kinahusisha kupanga aina tofauti za vifaa safu kwa safu, kutoka kiwango cha atomiki hadi kiwango cha molekuli, ili kuunda miundo bora yenye sifa maalum.
Ili kutengenezakifaa cha leza, watafiti walikuza sahani nyembamba sana za halidi ya selenide (fuwele iliyotengenezwa kwa cesium, risasi na klorini) na wakachonga polima zenye muundo juu yake. Waliunganisha sahani hizi za fuwele na polima kati ya vifaa mbalimbali vya oksidi, na kusababisha kitu chenye unene wa takriban mikroni 2 na urefu na upana wa mikroni 100 (upana wa wastani wa unywele wa binadamu ni mikroni 100).
Watafiti walipoangaza leza kwenye kifaa cha leza, muundo wa pembetatu unaong'aa ulionekana kwenye kiolesura cha muundo wa nyenzo. Muundo huo huamuliwa na muundo wa kifaa na ni matokeo ya sifa za topolojia za leza. "Kuweza kusoma matukio ya quantum kwenye halijoto ya kawaida ni matarajio ya kusisimua. Kazi bunifu ya Profesa Bao inaonyesha kwamba uhandisi wa vifaa unaweza kutusaidia kujibu baadhi ya maswali makubwa zaidi katika sayansi." Mkuu wa uhandisi wa Taasisi ya Rensselaer Polytechnic alisema.