Micro dispositivos e mais eficienteslasers
Pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaer criaram umdispositivo a laserIsso é apenas a espessura de um fio de cabelo humano, o que ajudará os físicos a estudar as propriedades fundamentais da matéria e da luz. Seu trabalho, publicado em revistas científicas de prestígio, também poderá ajudar a desenvolver lasers mais eficientes para uso em áreas que vão da medicina à manufatura.
OlaserO dispositivo é feito de um material especial chamado isolante topológico fotônico. Os isolantes topológicos fotônicos são capazes de guiar fótons (as ondas e partículas que compõem a luz) através de interfaces especiais dentro do material, evitando que essas partículas se espalhem no próprio material. Devido a essa propriedade, os isolantes topológicos permitem que muitos fótons trabalhem juntos como um todo. Esses dispositivos também podem ser usados como "simuladores quânticos" topológicos, permitindo que pesquisadores estudem fenômenos quânticos – as leis físicas que governam a matéria em escalas extremamente pequenas – em minilaboratórios.
"Otopológico fotônicoO isolante que fabricamos é único. Ele funciona à temperatura ambiente. Este é um grande avanço. Anteriormente, esses estudos só podiam ser realizados com equipamentos grandes e caros para resfriar substâncias no vácuo. Muitos laboratórios de pesquisa não possuem esse tipo de equipamento, então nosso dispositivo permite que mais pessoas realizem esse tipo de pesquisa em física fundamental no laboratório", disse o professor assistente do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) e autor sênior do estudo. "O estudo teve uma amostra relativamente pequena, mas os resultados sugerem que o novo medicamento demonstrou eficácia significativa no tratamento dessa rara doença genética. Esperamos validar ainda mais esses resultados em futuros ensaios clínicos e, potencialmente, levar a novas opções de tratamento para pacientes com essa doença." Embora o tamanho da amostra do estudo tenha sido relativamente pequeno, os resultados sugerem que este novo medicamento demonstrou eficácia significativa no tratamento dessa rara doença genética. Esperamos validar ainda mais esses resultados em futuros ensaios clínicos e, potencialmente, levar a novas opções de tratamento para pacientes com essa doença."
“Este também é um grande avanço no desenvolvimento de lasers, pois o limite de temperatura ambiente do nosso dispositivo (a quantidade de energia necessária para fazê-lo funcionar) é sete vezes menor do que o dos dispositivos criogênicos anteriores”, acrescentaram os pesquisadores. Os pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaer usaram a mesma técnica usada pela indústria de semicondutores para fabricar microchips para criar seu novo dispositivo, que envolve o empilhamento de diferentes tipos de materiais camada por camada, do nível atômico ao molecular, para criar estruturas ideais com propriedades específicas.
Para fazer odispositivo de laserOs pesquisadores cultivaram placas ultrafinas de haleto de seleneto (um cristal composto de césio, chumbo e cloro) e gravaram polímeros padronizados sobre elas. Eles intercalaram essas placas de cristal e polímeros entre vários materiais de óxido, resultando em um objeto com cerca de 2 micrômetros de espessura e 100 micrômetros de comprimento e largura (a largura média de um fio de cabelo humano é de 100 micrômetros).
Quando os pesquisadores direcionaram um laser para o dispositivo, um padrão triangular luminoso surgiu na interface de design do material. O padrão é determinado pelo design do dispositivo e é resultado das características topológicas do laser. "Ser capaz de estudar fenômenos quânticos à temperatura ambiente é uma perspectiva empolgante. O trabalho inovador do Professor Bao mostra que a engenharia de materiais pode nos ajudar a responder a algumas das maiores questões da ciência", disse o reitor de engenharia do Instituto Politécnico Rensselaer.
Horário da postagem: 01/07/2024