เทคนิคทางแสงจำแนกอนุภาคนาโนตามคุณสมบัติควอนตัม

เทคนิคทางแสงจำแนกอนุภาคนาโนตามคุณสมบัติควอนตัม

นักวิจัยในญี่ปุ่นได้พัฒนาวิธีการเลือกและคัดแยกอนุภาคนาโนตามคุณสมบัติทางกลเชิงควอนตัมด้วยแสง วิธีการนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับผู้ผลิตโครงสร้างนาโนที่มีการใช้งานในการรับรู้ควอนตัม การถ่ายภาพทางชีวภาพ และเทคโนโลยีข้อมูลควอนตัม นักวิทยาศาสตร์มีหลายวิธีในการจัดการและวางตำแหน่งวัตถุขนาดเล็กโดยไม่ต้องสัมผัส ตัวอย่างเช่น แหนบออปติคัล ใช้ลำแสงเลเซอร์

ที่มีโฟกัสสูง

เพื่อสร้างแรงออปติกที่ยึดและเคลื่อนย้ายวัตถุในวิถีของลำแสง แหนบดังกล่าวได้กลายเป็นเครื่องมืออันทรงพลังในการวิจัยทางชีววิทยา ไมโครฟลูอิดิกส์ และไมโครเมคานิกส์ อย่างไรก็ตาม พวกมันควบคุมวัตถุที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ได้เท่านั้น เนื่องจากการเลี้ยวเบนจะจำกัดขนาดลำแสงเลเซอร์ดักจับไว้

ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงที่ส่องสว่าง สำหรับแสงสีแดงที่มีความยาวคลื่น 700 นาโนเมตรและกำลังเลเซอร์หลายมิลลิวัตต์ ตัวอย่างเช่น แหนบสามารถดักจับและควบคุมวัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 350 นาโนเมตรหรือมากกว่าได้อย่างเสถียรเท่านั้น การดักจับและจัดการ

กับอนุภาคขนาดเล็กเป็นสิ่งที่ท้าทาย เนื่องจากแรงแสงจะอ่อนลงเมื่อปริมาตรของอนุภาคลดลง

เพชรนาโนที่มีจุดศูนย์กลางเรืองแสงในผลงานชิ้นใหม่นี้ ทีมงานที่นำได้พัฒนาวิธีการคัดแยก ซึ่งเป็นชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ชิ้นเล็ก ๆ ที่มีคุณสมบัติทางออปโตอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งได้มาจากเพชรจำนวนมาก

รวมถึงข้อบกพร่องบางอย่าง ข้อบกพร่องอย่างหนึ่งที่เรียกว่าศูนย์ว่างไนโตรเจน (NV) เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงในตาข่ายเพชรถูกแทนที่ด้วยอะตอมของไนโตรเจนและความว่าง ข้อบกพร่องเหล่านี้เป็นแพลตฟอร์มที่มีแนวโน้มดีสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมออปติก เนื่องจากทำหน้าที่

เป็นจุดศูนย์กลางเรืองแสง ซึ่งหมายความว่าจะดูดกลืนแสงที่ความถี่เฉพาะ คลื่นความถี่หนึ่ง ในขณะที่เปล่งแสงที่อีกจุดหนึ่ง เมื่อฉายแสงด้วยเลเซอร์ เพชรนาโนจะกระจายแสงในขณะที่ NV อยู่ตรงกลาง (หากมี) จะดูดซับไว้ การรวมกันของการกระเจิงของแสงและการดูดกลืนจะถ่ายโอนโมเมนตัม

จากโฟตอน

ไปยังอนุภาคนาโน และโดยหลักการแล้ว การถ่ายโอนโมเมนตัมที่แตกต่างกันซึ่งได้รับจากเพชรนาโนที่มีและไม่มีศูนย์ NV อาจใช้เพื่อแยกความแตกต่างของพวกมันตามหลักการ ในทางปฏิบัติ มันไม่ตรงไปตรงมา“ในขณะที่เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้ [การกระเจิงและการดูดกลืน] จะสร้างแรงทางแสงที่สามารถใช้

เพื่อเคลื่อนอนุภาคในระดับมหภาคได้ การเลือกเพชรนาโนที่มีศูนย์กลาง NV จากเพชรนาโนบริสุทธิ์ที่ไม่มีข้อบกพร่องเหล่านี้จึงเป็นเรื่องยาก” อิชิฮาระและซาซากิอธิบาย “นี่เป็นเพราะแรงแสงที่กระจัดกระจายของเพชรจำนวนมากนั้นแรงกว่าแรงแสงที่มาจากแสงที่ดูดซับโดย NV”

การจำกัดการเคลื่อนที่ของอนุภาควิธีการแก้ปัญหาของนักวิจัยคือการสร้างสมดุลของแรงกระเจิงที่ใหญ่กว่า เพื่อให้สามารถแยกความแตกต่างของแรงดูดซับเนื่องจากจุดศูนย์กลาง NV ในการทำเช่นนี้ พวกเขาส่งลำแสงเลเซอร์ที่มีสีต่างกันสองลำกระจายไปในทิศทางตรงข้ามกันไปตามเส้นใยนาโน 

สนามแสงที่หายไปอย่างเข้มข้นก่อตัวขึ้นรอบๆ เส้นใยนี้ ซึ่งมีความยาวหลายมิลลิเมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่ร้อยนาโนเมตร ฟิลด์นี้อธิบายช่วยให้แสงสามารถแพร่กระจายได้ในระยะทางไกลในขณะที่ยังคงเป็นลำแสงที่มีโฟกัสแน่น ดังนั้นจึงจำกัดการเคลื่อนที่ของอนุภาคนาโนที่ติดอยู่ภายในมิติเดียว

ภายในท่อนำคลื่นดังกล่าว โมเมนตัมของโฟตอนจะคงที่ ทำให้การตั้งค่านี้เหมาะสำหรับการวิเคราะห์แรงทางแสงที่กระทำต่ออนุภาคนาโน ด้วยการปรับสมดุลของแรงดูดกลืนและแรงกระเจิงที่เกิดจากลำแสงเลเซอร์ทั้งสองตามแนวเส้นใยนาโน นักวิจัยจึงสามารถขนส่งอนุภาคนาโนเดี่ยวตามว่ามีศูนย์ อยู่หรือไม่

ในขณะที่

ทีมงานมุ่งเน้นไปที่เพชรนาโนในงานนี้ ชี้ให้เห็นว่าอนุภาคนาโนอื่นๆ อาจเป็น “เป้าหมายที่น่าสนใจพอๆ กัน” ตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะศึกษาวิธีการใช้วิธีการที่คล้ายกันกับวัสดุนาโน เช่น อนุภาคนาโนเจือด้วยสีย้อมอินทรีย์ และโครงสร้างควอนตัมดอทของเซมิคอนดักเตอร์ประเภทต่างๆ 

เอกสารที่พิมพ์จะถูกพิมพ์ทับด้วยรูปแบบหมึกนำไฟฟ้าที่แทบมองไม่เห็นซึ่งเข้ารหัสxy โดยไม่ซ้ำกันตำแหน่งบนเอกสาร จากนั้นรหัสนี้สามารถตีความได้ด้วยปากกาที่มีขั้วไฟฟ้าเป็นศูนย์กลางซึ่งกวาดนิ้วไปบนกระดาษในลักษณะคล้ายขีด ปากกาจะแปลงรหัสเป็นสัญญาณมอดูเลตความถี่ที่ป้อนเข้าช่องเสียบ

ไมโครโฟนบนพีซีหรืออุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ จากนั้นเสียงจะถูกแปลไปยังตำแหน่งxy ในทางกลับกัน ตำแหน่งนี้จะถูกแมปกับทรัพยากรที่อาจเป็นไบต์เสียง คลิปวิดีโอ URL หมายเลขโทรศัพท์ หรือทรัพยากรอื่นใดที่ผู้ใช้ต้องการเปิดใช้ บริษัทจำนวนมากทั่วโลกได้ค้นพบว่ากระดาษเป็นทรัพยากร

ที่จะไม่ถูกแทนที่ด้วยทรัพยากรคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ดูเหมือนว่าสำนักงานไร้กระดาษจะเป็นตำนานจริงๆ อุตสาหกรรมจึงลงทุนอย่างมากในการปิดช่องว่างระหว่างการทำงานของมนุษย์ของปากกาและกระดาษ และความสามารถทางเทคนิคของคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้จะเปลี่ยนชีวิตของเรา

ในอนาคตอันใกล้นี้อย่างแน่นอนกฎที่เข้มงวดในกีฬาแต่ละประเภทจะจำกัดการใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการแข่งขันจะเป็นไปอย่างยุติธรรม ไม่สามารถพูดถึงเภสัชภัณฑ์ขั้นสูงได้เช่นเดียวกัน“เราตั้งเป้าที่จะคัดแยกอนุภาคนาโนด้วยสถานะควอนตัมเดียว (นั่นคือมีศูนย์กลางเรืองแสงเพียงจุดเดียว) 

ที่ขั้วโลกใต้ เสานี้ได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับการทดลองบนพื้นหลังของจักรวาล และการทดลอง 2 ใน 3 รายการที่เพิ่งรายงานหลักฐานเกี่ยวกับ “จุดสูงสุดที่สอง” ที่มีนัยสำคัญสูงในพื้นหลังของจักรวาล – เครื่องตรวจจับบูมเมอแรงบนบอลลูนและการทดลอง บนภาคพื้นดิน  อยู่ที่ขั้วโลก 

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100