Home » D:News » Un dispozitiv mai mic decât un fir de păr ar putea revoluționa fizica

Un dispozitiv mai mic decât un fir de păr ar putea revoluționa fizica

Un dispozitiv mai mic decât un fir de păr ar putea revoluționa fizica
Foto: Institutul Politehnic Rensselaer
Publicat: 02.06.2024

Cercetătorii de la Institutul Politehnic Rensselaer (New York, SUA) au creat un dispozitiv mai mic decât un fir de păr uman, care îi va ajuta pe fizicieni să investigheze natura fundamentală a materiei și a luminii.

Descoperirile lor, publicate în revista Nature Nanotechnology, ar putea, de asemenea, să sprijine dezvoltarea unor lasere mai eficiente, care sunt utilizate în domenii care variază de la medicină la producție.

Dispozitivul este realizat dintr-un tip special de material numit izolator topologic fotonic.

Un izolator topologic fotonic poate ghida fotonii, particulele ondulatorii care alcătuiesc lumina, către interfețe special concepute în interiorul materialului, împiedicând în același timp ca aceste particule să se împrăștie prin materialul însuși.

Datorită acestei proprietăți, izolatorii topologici pot face ca mai mulți fotoni să acționeze în mod coerent ca un singur foton.

Dispozitivele pot fi, de asemenea, utilizate ca ,,simulatoare cuantice” topologice, laboratoare miniaturale în care cercetătorii pot studia fenomenele cuantice, adică legile fizice care guvernează materia la scări foarte mici.

Un dispozitiv cât un fir de păr uman

,,Izolatorul topologic fotonic pe care l-am creat este unic. Acesta funcționează la temperatura camerei. Acesta este un progres major. Anterior, se putea investiga acest regim doar cu ajutorul unor echipamente mari și costisitoare care supraîncălzesc materia în vid. Multe laboratoare de cercetare nu au acces la acest tip de echipament, așa că dispozitivul nostru ar putea permite mai multor persoane să urmărească acest tip de cercetare de fizică de bază în laborator”, a declarat Wei Bao, profesor asistent în cadrul Departamentului de Știința și Ingineria Materialelor de la RPI și autor principal al studiului din Nature Nanotechnology.

,,Este, de asemenea, un pas înainte promițător în dezvoltarea de lasere care necesită mai puțină energie pentru a funcționa, deoarece pragul dispozitivului nostru la temperatura camerei – cantitatea de energie necesară pentru a-l face să funcționeze – este de șapte ori mai mic decât dispozitivele dezvoltate anterior la temperaturi scăzute”, a adăugat Bao.

Cercetătorii de la RPI au creat noul lor dispozitiv cu ajutorul aceleiași tehnologii utilizate în industria semiconductorilor pentru fabricarea microcipurilor, care presupune stratificarea diferitelor tipuri de materiale, atom cu atom, moleculă cu moleculă, pentru a crea o structură dorită cu proprietăți specifice, scrie EurekAlert.

Natura fundamentală a materiei și a luminii

Pentru a crea dispozitivul, cercetătorii au cultivat plăci ultra-subțiri de perovskit de halogenură, un cristal fabricat din cesiu, plumb și clor, și au gravat un polimer deasupra cu un model. Aceștia au așezat aceste plăci de cristal și polimerul între foi de diferite materiale de oxid, formând în cele din urmă un obiect cu o grosime de aproximativ 2 microni și o lungime și lățime de 100 de microni (părul uman mediu are o lățime de 100 de microni).

Când cercetătorii au îndreptat o lumină laser asupra dispozitivului, un model triunghiular strălucitor a apărut la interfețele proiectate în material. Acest model, dictat de designul dispozitivului, este rezultatul caracteristicii topologice a laserelor.

,,Faptul că putem studia fenomenele cuantice la temperatura camerei este o perspectivă interesantă. Activitatea inovatoare a profesorului Bao arată cum ingineria materialelor ne poate ajuta să răspundem la unele dintre cele mai mari întrebări ale științei”, a declarat Shekhar Garde, decanul Școlii de Inginerie RPI.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cel mai puternic laser din lume se află în România și atinge „un nivel excepțional de performanță”

Laserul gravitațional, posibil acum datorită marilor descoperiri ale lui Einstein

Un start-up japonez vrea să vaporizeze gunoaiele de pe orbita Pământului cu lasere de la sol

Descoperire majoră în tehnologia armelor energetice! Armata Chinei ar fi reușit să creeze lasere infinite

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă
Marea Britanie este așteptată înapoi în UE. Franța: „Reveniți și veți avea un loc la masa negocierilor”
Marea Britanie este așteptată înapoi în UE. Franța: „Reveniți și veți avea un loc la masa negocierilor”