นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาผลิตเลเซอร์ที่ควรจะปรับขนาดได้ให้มีกำลังสูงโดยพลการโดยยังคงความบริสุทธิ์ของความถี่ไว้ สิ่งประดิษฐ์ของพวกเขาซึ่งอาศัยความคล้ายคลึงกับฟิสิกส์ของอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำ Dirac เช่น กราฟีน ช่วยแก้ปัญหาย้อนหลังไปถึงการประดิษฐ์เลเซอร์ นักวิจัยเชื่อว่างานของพวกเขาสามารถสร้างแรงบันดาลใจในการค้นพบทางทฤษฎีพื้นฐานเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมในระดับมหภาค
โดยพื้นฐานแล้ว
เลเซอร์ใดๆ ก็ตามประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญสองส่วน ได้แก่ ช่องและตัวกลางขยาย ซึ่งปกติแล้วจะเป็นเซมิคอนดักเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ผู้เขียนอาวุโสของบทความที่จะปรากฏในNatureอธิบายถึงเลเซอร์ “เซมิคอนดักเตอร์ปล่อยช่วงความถี่ที่กว้าง และช่องเลือกว่าจะขยาย
ความถี่ใดเพื่อให้ถึงเกณฑ์การให้แสง”ปัญหาคือว่าโพรงใด ๆ จะรองรับไม่เพียงแค่ความถี่ “พื้นฐาน” ของสถานะกราวด์ของเลเซอร์ แต่ยังรวมถึงสถานะตื่นเต้นที่มีความถี่สูงกว่าหลายสถานะด้วย การปั๊มโพรงให้หนักขึ้นเพื่อเพิ่มพลังของเลเซอร์ย่อมมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นสถานะความถี่สูงเหล่านี้ไปสู่เกณฑ์
การยิง เลเซอร์กำลังสูงกว่าต้องการช่องที่ใหญ่ขึ้น แต่สิ่งเหล่านี้รองรับสเปกตรัมความถี่ที่หนาแน่นกว่า
ไม่มีใครรู้ว่าจะทำอย่างไรกับมันกล่าวว่า “หากกำไรทับซ้อนกับปัจจัยพื้นฐานเท่านั้น ปัจจัยพื้นฐานเท่านั้นที่จะสูญเสีย และผู้คนก็ผลิตนาโนเลเซอร์ตลอดเวลาโดยไม่มีปัญหา” Kanté กล่าว
“แต่หากโหมดลำดับที่สูงกว่าเข้ามาใกล้ คุณจะไม่สามารถแยกแยะระหว่างสองสิ่งนี้ได้ และทั้งคู่จะนิ่งเฉย นี่เป็นปัญหาเก่าแก่ 6 ทศวรรษ ทุกคนรู้ดี และไม่มีใครรู้ว่าต้องทำอย่างไรกับมัน” จนถึงตอนนี้ก็คือ หากโหมดคาวิตี้พื้นฐานสามารถดูดซับพลังงานทั้งหมดจากตัวกลางเกน นักวิจัยให้เหตุผล
โหมดลำดับที่สูงกว่าทั้งหมดจะถูกระงับ ปัญหาในโพรงเลเซอร์ทั่วไปคือฟังก์ชันคลื่นของสถานะกราวด์อยู่ที่จุดสูงสุดตรงกลางของโพรง และตกลงไปที่ขอบจนเป็นศูนย์ “ในพื้นผิวใดๆ ที่เปล่งแสงเลเซอร์ หรือโพรงใดๆ ที่เรารู้จักจนถึงปัจจุบัน… ไม่มีการลงเลเซอร์ [ที่ความถี่มูลฐาน] จากขอบ” อธิบาย
“ถ้าไม่มีการเฆี่ยน
จากริมเส้น คุณก็มีกำไรมากมายที่นั่น และด้วยเหตุนี้โหมดคำสั่งที่สองจึงอยู่ที่ขอบ และในไม่ช้าเลเซอร์ก็จะกลายเป็นมัลติโหมด” เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Kanté และเพื่อนร่วมงานใช้คริสตัลโทนิค โครงสร้างเหล่านี้เป็นโครงสร้างแบบคาบ ซึ่งเหมือนกับเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มี “ช่องว่างแถบความถี่”
ซึ่งเป็นความถี่ที่ทึบแสง เช่นเดียวกับกราฟีนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คริสตัลโทนิคมักประกอบด้วยโคน ในโครงสร้างของแถบ ที่จุดยอดของกรวยดังกล่าวคือจุด Dirac ซึ่งช่องว่างของแถบจะปิดลงคริสตัลโทนิคหกเหลี่ยมนักวิจัยได้ออกแบบช่องแสงเลเซอร์ที่มีตาข่ายผลึกโทนิครูปหกเหลี่ยม
ที่เปิดอยู่ที่ขอบ ทำให้โฟตอนสามารถรั่วไหลเข้าไปในช่องว่างรอบๆ คริสตัลได้ ซึ่งหมายความว่าฟังก์ชันคลื่นไม่ได้ถูกจำกัดไว้ที่ขอบของมันเป็นศูนย์ โทนิคคริสตัลมีจุด Dirac ที่โมเมนตัมเป็นศูนย์ เนื่องจากโมเมนตัมเป็นสัดส่วนกับเวกเตอร์คลื่น ดังนั้นเวกเตอร์คลื่นในระนาบจึงเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่า
โพรงรองรับโหมดที่มีค่าเดียวทั่วทั้งตาข่าย หากช่องถูกสูบด้วยพลังงานของโหมดนี้ จะไม่มีพลังงานใดเข้าสู่โหมดอื่นใด ไม่ว่าโพรงจะใหญ่แค่ไหนก็ตาม “โฟตอนไม่มีโมเมนตัมในระนาบ ดังนั้นสิ่งเดียวที่เหลือคือให้มันหนีออกไปในแนวดิ่ง” Kanté อธิบาย นักวิจัยประดิษฐ์โพรงที่ประกอบด้วย 19, 35 และ 51 รู:
“เมื่อคุณไม่ได้ปั๊มที่เอกฐานของความถี่ Dirac คุณจะเห็นการเฆี่ยนที่จุดสูงสุดหลายจุด” Kantéกล่าว “ที่ มันจะไม่กลายเป็นมัลติโหมด โหมดแฟลตจะลบอัตราขยายสำหรับโหมดลำดับที่สูงกว่า” การสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีแนะนำว่าการออกแบบควรใช้งานได้แม้กับโพรงที่มีรูนับล้าน
เชื่อว่าแนวคิด
ที่พัฒนาโดยทีมของเขาอาจมีความเกี่ยวข้องในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เอง และต่อความสามารถในการปรับขนาดของกลศาสตร์ควอนตัมไปจนถึงโลกขนาดใหญ่โดยทั่วไป “ความท้าทายทั้งหมดในวิทยาศาสตร์ควอนตัมคือการปรับขนาด” เขากล่าว “ผู้คนกำลังทำงานเกี่ยวกับคิวบิต
ตัวนำยิ่งยวด อะตอมที่ติดอยู่ ข้อบกพร่องในผลึก… สิ่งเดียวที่พวกเขาต้องการทำคือปรับขนาด คำกล่าวอ้างของฉันคือเกี่ยวข้องกับธรรมชาติพื้นฐานของสมการชโรดิงเงอร์: เมื่อระบบปิด ระบบจะไม่ปรับขนาด หากคุณต้องการให้ระบบปรับขนาด ระบบจะต้องมีการสูญเสีย” เขากล่าว
กล่าวเสริมว่า “เลเซอร์โหมดพื้นที่กว้างโหมดเดียวเป็นหนึ่งในจอกศักดิ์สิทธิ์ที่กลุ่มเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ติดตามอย่างจริงจัง และความสามารถในการปรับขนาดได้คือข้อดีที่สำคัญที่สุด” “[งานของ Kanté] แสดงให้เห็นถึงสิ่งที่ผู้คนกำลังมองหา และแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับขนาด
ที่ยอดเยี่ยมซึ่งได้รับการสนับสนุนจากผลการทดลองที่ยอดเยี่ยม เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องทำงานมากขึ้นเพื่อเปลี่ยนกลยุทธ์นี้ ซึ่งแสดงให้เห็นในเลเซอร์แบบปั๊มออปติคอล ไปเป็นเลเซอร์ไดโอดแบบฉีดด้วยไฟฟ้าที่ทำงานได้ แต่เราคาดหวังได้ว่างานนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดเลเซอร์ประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่
หนึ่งในหลายสิ่งที่ไม่รู้จักเกี่ยวกับ JWST คือระยะเวลาที่ยานจะทำงานได้โดยไม่มีนักบินอวกาศให้บริการ ปัจจัยหลายอย่าง ตั้งแต่ความล้มเหลวในการปรับใช้ได้สำเร็จ ไปจนถึงเครื่องมือที่ชำรุดซึ่งไม่สามารถซ่อมแซมได้เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์อยู่นอกเหนือการเข้าถึงของนักบินอวกาศ อาจทำให้ภารกิจสิ้นสุด
ลงก่อนเวลาอันควร อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ไม่เหมือนกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ สปิตเซอร์ของ ESA ที่ใช้ระบบหล่อเย็นแบบปิด จากมุมมองที่เย็นลง JWST น่าจะเหมาะสมที่จะมองออกไปในทศวรรษนี้ โดยปฏิบัติงานควบคู่ไปกับเครื่องมือภาคพื้นดินและอวกาศอื่น ๆ ที่มีกำหนดจะออนไลน์ในช่วงกลางและปลายปี 2020ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรม
credit: genericcialis-lowest-price.com TheCancerTreatmentsBlog.com artematicaproducciones.com BlogLeonardo.com NexusPheromones-Blog.com playbob.net WorldsLargestLivingLogo.com fathersday2014s.com impec-france.com worldofdekaron.com
