นักวิจัยจาก University of Durham ในสหราชอาณาจักรได้สร้างสรรค์ระบบการถ่ายภาพแบบใหม่ที่ใช้ไอระเหยอะตอมที่อุณหภูมิห้องด้วยเลเซอร์กระตุ้นเพื่อเปลี่ยนรังสีเทราเฮิร์ตซ์เป็นแสงที่มองเห็นได้ ระบบสามารถรับภาพเทอร์เฮิร์ตซ์ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพโดยใช้กล้องความเร็วสูงแบบเดิม และเทคนิคใหม่นี้จะช่วยให้การพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้งานได้จริงซึ่งใช้การแผ่รังสีเทราเฮิร์ตซ์ทำได้ง่ายขึ้น
รังสี Terahertz อยู่ในขอบเขตของสเปกตรัม
แม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างแสงอินฟราเรดและไมโครเวฟ โดยหลักการแล้ว มีคำมั่นสัญญาที่ดีสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการตรวจคัดกรองความปลอดภัย การถ่ายภาพทางการแพทย์ และการควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม การสร้างและตรวจจับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ 0.1-10 THz ยังคงเป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่อง มีการใช้เทคนิคการแข่งขันหลายอย่างสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่ทั้งหมดมีข้อเสีย และการไม่มีเทคโนโลยีที่ใช้งานได้จริงนี้มักเรียกกันว่า “ช่องว่างเทอร์เฮิร์ตซ์”
เหตุใดจึงต้องกังวลกับการแผ่รังสีเทราเฮิร์ตซ์เมื่อมีสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหลืออยู่? Kevin Weatherillจาก Durham อธิบายว่า “เป็นภูมิภาคที่วัสดุในชีวิตประจำวันหลายอย่าง เช่น กระดาษ พลาสติก และผ้า มีความโปร่งใส ดังนั้น เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ คุณสามารถถ่ายภาพสิ่งของที่มีความทึบแสงได้ แต่ด้วยพลังงานต่ำ การแผ่รังสีจึงไม่ทำให้เกิดไอออน จึงปลอดภัยสำหรับการใช้งานทางชีววิทยาและทางการแพทย์ แม้ว่าจะมีความยาวคลื่นสั้นเพียงพอสำหรับการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงพอสมควรก็ตาม”
ช้าและมีเสียงดังมีการพัฒนาเทคนิคหลายอย่างสำหรับการถ่ายภาพเทอร์เฮิร์ทซ์แล้ว บางระบบใช้ตัวตรวจจับพิกเซลเดียวและสร้างภาพโดยการสแกนลำแสงเทราเฮิร์ตซ์ผ่านวัตถุ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช้า “มีอาร์เรย์ระนาบโฟกัสขนาดเล็กหรือเซ็นเซอร์แบบฟูลฟิลด์ ซึ่งสามารถถ่ายภาพ 2 มิติได้ในช็อตเดียว” เวเธอร์ริลล์กล่าว “บางทีความล้ำสมัยน่าจะเป็นอาร์เรย์ของไมโครโบโลมิเตอร์ [เซ็นเซอร์ความร้อน] อัตราเฟรมของพวกมันถูกจำกัดไว้ที่ 30 Hz เนื่องจากความไวแสงต่ำ ดังนั้นคุณต้องเก็บโฟตอนเป็นเวลานานจึงจะเห็นภาพที่อยู่เหนือสัญญาณรบกวนพื้นหลัง”
Weatherill และเพื่อนร่วมงานสร้างระบบ
ภาพเทอร์เฮิร์ตซ์โดยเติมเซลล์ด้วยไอซีเซียมและเน้นเลเซอร์อินฟราเรดสามตัวบนเซลล์ เลเซอร์แต่ละตัวถูกปรับอย่างแม่นยำให้เป็นหนึ่งในสามทรานซิชันอะตอมต่อเนื่องในซีเซียม เมื่อถูกกระตุ้นด้วยเลเซอร์ทั้งสามนี้อย่างต่อเนื่อง อะตอมของซีเซียมจะจบลงในสถานะ Rydberg ที่ตื่นเต้นอย่างมาก อะตอมดังกล่าวสามารถดูดซับโฟตอน 0.55 THz ซึ่งทำให้มันอยู่ในสถานะ Rydberg ที่แตกต่างกันซึ่งจะสลายตัวหลังจากนั้นประมาณหนึ่งไมโครวินาที การสลายตัวนี้เกี่ยวข้องกับการปล่อยโฟตอนสีเขียว ซึ่งสามารถตรวจพบได้โดยกล้องออปติคัลมาตรฐาน
การดูดกลืน 0.55 THz เป็นเสียงสะท้อนที่คมชัด และจะตรวจไม่พบการแผ่รังสีเทราเฮิร์ตซ์ที่ความถี่อื่น ดังนั้น จึงไม่เหมือนกับเทคนิคอื่นๆ ในการรวบรวมโฟตอนเทราเฮิร์ตซ์ เทคนิคนี้สามารถเลือกสัญญาณย่านความถี่แคบจากสัญญาณรบกวนความร้อนในสเปกตรัมกว้างได้อย่างน่าเชื่อถือ กระบวนการตรวจจับยังไวกว่าเทคนิคอื่นๆ ประมาณ 100 เท่า
การถ่ายภาพสองสีนักวิจัยได้ภาพเทอร์เฮิร์ตซ์ที่ความเร็วสูงสุด 3000 เฟรมต่อวินาที ขณะนี้พวกเขากำลังปรับอุปกรณ์ของตนให้เหมาะสมและเชื่อว่าโดยหลักการแล้ว ควรรวบรวมข้อมูลที่อัตราเฟรมสูงสุด 1 MHz ได้ พวกเขายังกระตือรือร้นที่จะขยายการวิจัยด้วยวิธีอื่น เช่น การตรวจจับความถี่เทอร์เฮิร์ตซ์อื่นๆ และแม้แต่การถ่ายภาพเทอร์เฮิร์ตซ์สองสี
Lucy Downesจาก Durham กล่าวว่า “ฉันยังกระตือรือร้นที่จะลองตั้งค่านี้ในโหมดการสะท้อน เพื่อให้เราสามารถมองหาข้อบกพร่องบนพื้นผิวของวัตถุจำนวนมากได้”
ความประทับใจทางศิลปะของอะตอม
(ทรงกลมสีน้ำตาลแดงสี่ลูก) ที่จัดอยู่ในตาข่ายเลเซอร์ (เส้นไซนัสสีขาว โดยมีอะตอมอยู่ในรางคลื่น)
การเพิ่มขึ้นของฟิสิกส์ Rydberg Daniel Mittlemanจากมหาวิทยาลัย Brown ในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าการใช้งานระบบภาพที่ชัดเจนที่สุดคือในห้องปฏิบัติการ: “สิ่งต่างๆ เช่น การระเบิด การทดสอบคลื่นกระแทก ฟิสิกส์พื้นฐานของของแข็ง และปรากฏการณ์ที่รวดเร็วและรุนแรงเป็นสิ่งที่คุณต้องการ อัตราเฟรม และทุกครั้งที่วัสดุทึบแสง terahertz อาจเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ”
สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์มากขึ้น เขาเล็งเห็นถึงความท้าทายในการสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง “ในที่สุด มันจะเป็นที่น่าสนใจที่จะเห็นว่าพวกเขาสามารถบรรจุสิ่งนี้เพื่อใช้นอกห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ได้ดีเพียงใด หากแอปพลิเคชันเป็นฟิสิกส์พื้นฐาน คำถามนั้นจะไม่เกี่ยวข้อง หากพวกเขากำลังคิดเกี่ยวกับการใช้งานนอกห้องปฏิบัติการ คำถามนั้นมีความเกี่ยวข้อง และฉันไม่รู้ว่าจะตอบอย่างไร”
เพชรแสดงประกายไฟควอนตัมกวีและผู้ทำงานร่วมกันได้ศึกษาระบบของข้อบกพร่องของตำแหน่งว่างที่มีไนโตรเจนของเพชร – “ศูนย์ NV” ซึ่งอะตอมของไนโตรเจนจะแทนที่อะตอมของคาร์บอนในโครงผลึกที่อยู่ถัดจากพื้นที่ตาข่ายที่ว่างเปล่า ระบบเหล่านี้มีลักษณะที่เป็นประโยชน์หลายประการสำหรับการทดลองเครื่องยนต์ความร้อนควอนตัม พวกเขามีสถานะสามสถานะในระดับพลังงาน “พื้นดิน” ที่ต่ำที่สุด ซึ่งแตกต่างกันในแง่ของมูลค่าของ “สปิน” ของพวกเขา และการเชื่อมโยงกันระหว่างสถานะเหล่านี้ที่จำเป็นสำหรับการทดลองควอนตัมนั้นค่อนข้างยาวนานแม้ที่อุณหภูมิห้อง พวกเขายังสามารถโต้ตอบกับไมโครเวฟได้อย่างสอดคล้องกัน ซึ่งทำหน้าที่เป็น “ภาระ” ที่เครื่องยนต์ความร้อนทำงาน คุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกประการหนึ่งคือ มีการสลายตัวที่แตกต่างกันสองประเภทสำหรับสภาวะที่ตื่นเต้น – หนึ่งที่คงการหมุนและอีกประเภทที่ไม่
การใช้ไมโครเวฟเพื่อขับเคลื่อนการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน นักวิจัยสามารถศึกษาเครื่องยนต์ความร้อนสองประเภทด้วยระบบ: เครื่องยนต์ความร้อนแบบสองจังหวะและแบบต่อเนื่อง ซึ่งแตกต่างกันในแง่ของระยะเวลาและระยะเวลาของ “จังหวะ” – การทำงาน – ภายใน แต่ละรอบของเครื่องยนต์ความร้อน ระบบที่กวีและทีมศึกษาแสดงให้เห็นทั้งกำลังขับที่เพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ควอนตัมเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์แบบคลาสสิกใดๆ ก็ตามที่ใช้ทรัพยากรเดียวกัน ซึ่งเป็นหลักฐานของสัญญาณความร้อนควอนตัม นอกจากนี้ เมื่อกำลังขับของเครื่องยนต์ความร้อนควอนตัมที่แตกต่างกันทั้งสองมาบรรจบกัน พวกมันสามารถแสดงความเท่าเทียมกันของเครื่องความร้อนควอนตัมได้
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง
