กล้องจุลทรรศน์ชนิดใหม่ที่สามารถตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเทราเฮิร์ตซ์ (THz) ด้วยความแม่นยำที่ไม่เคยมีมาก่อน สามารถใช้เพื่อสร้างภาพที่มีรายละเอียดขึ้นใหม่ซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยวิธีการมาตรฐาน อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Sussex ในสหราชอาณาจักร โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่าการถ่ายภาพผีแบบไม่เชิงเส้น และสามารถประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ เช่น วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต
การควบคุมคุณภาพในการผลิต และความปลอดภัยของสนามบิน
รังสี THz อยู่ระหว่างไมโครเวฟและรังสีอินฟราเรดบนสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ มันทะลุผ่านวัสดุที่ทึบแสงไปจนถึงแสงที่มองเห็นได้ง่าย แต่พลังงานที่ต่ำกว่าหมายความว่าวัสดุดังกล่าวไม่ทำลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ดังนั้นจึงปลอดภัยที่จะใช้กับตัวอย่างทางชีวภาพที่เปราะบางที่สุด ภาพที่ผลิตโดยการแผ่รังสี THz ยังเป็นไฮเปอร์สเปกตรัม ซึ่งหมายความว่าแต่ละพิกเซลในภาพมีลายเซ็นแม่เหล็กไฟฟ้าของพื้นที่ที่สอดคล้องกันของวัตถุที่ถ่ายภาพ คุณสมบัตินี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถเห็นภาพองค์ประกอบโมเลกุลของวัตถุและแยกแยะความแตกต่างระหว่างวัสดุต่างๆ ได้
อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ กล้องจุลทรรศน์ที่สามารถจับภาพที่รักษารายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ที่เปิดเผยโดยคลื่น THz นั้นยังไม่ถือว่าเป็นไปได้ Marco Pecciantiหัวหน้าโครงการอธิบาย สิ่ง นี้ เป็นเพราะว่ารายละเอียดที่คุณต้องการดูมักจะเล็กกว่าความยาวคลื่น THz มาก และยิ่งคุณโฟกัสไปที่มันมากเท่าไหร่ ลายเซ็นแม่เหล็กไฟฟ้าของพวกมันก็จะยิ่งเปลี่ยนแปลงมากขึ้นเท่านั้น “ความท้าทายหลักในกล้อง THz ในปัจจุบันไม่ใช่แค่การรวบรวมภาพแต่เกี่ยวกับการรักษาลายนิ้วมือสเปกตรัมของวัตถุ ซึ่งสามารถเสียหายได้ง่ายจากเทคนิคที่ใช้” Peccianti หัวหน้าห้องปฏิบัติการ Emergent Photonics (Epic) ที่ Sussexกล่าว
ผ่านรูปแบบแสงที่มองเห็นได้ผ่านผลึกที่ไม่เป็นเชิงเส้นบางๆ
เพื่อแก้ปัญหานี้ Peccianti และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนากล้องโดยใช้รูปแบบแสงที่มองเห็นได้จากเลเซอร์ รูปแบบเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และนักวิจัยได้ส่งผ่านผลึกไม่เชิงเส้นบางๆ ที่แปลงเป็นรูปแบบของแสง THz จากนั้นรูปแบบ THz จะถูกฉายลงบนวัตถุที่กำลังถ่ายภาพ ซึ่งเหมือนกับในกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล ซึ่งอยู่ใกล้กับกล้องมาก
เมื่อรูปแบบแสง THz ที่รู้จักชุดนี้ส่องลงบนวัตถุ เครื่องตรวจจับสนามแบบพิกเซลเดียวจะวัดความเข้มของแสงที่กระจัดกระจาย นักวิจัยสามารถสร้างภาพของวัตถุขึ้นใหม่ได้โดยไม่ต้องสร้างภาพแสงที่กระจัดกระจายโดยตรงจากเครื่องตรวจจับด้วยการประมวลผลสัญญาณหลายสัญญาณที่มีความเข้มแสงต่างกันออกไป ซึ่งเป็นเทคนิคการคำนวณที่เรียกว่าภาพโกสต์
“วิธีที่เทคนิคของเราสร้างภาพวัตถุนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าแต่ละรูปแบบแสงเป็นชีพจร THz ในเวลา (โดยมีรูปร่างที่เกี่ยวข้องในอวกาศ)” Peccianti กล่าวกับPhysics World “เช่นเดียวกับในการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ เราได้รับคลื่นที่มีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับวัตถุ เทคนิคของเรารวบรวมข้อมูลวัตถุทั้งหมดและ ‘ยกเลิกการสับเปลี่ยน’ เนื้อหาเพื่อสร้างภาพไฮเปอร์สเปกตรัมที่มีความเที่ยงตรงที่ไม่สามารถเข้าถึงได้จนถึงตอนนี้”
ภาพผีที่ได้จากอิเล็กตรอนเชิงสัมพันธ์
การใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับกล้องนี้รวมถึงการตรวจชิ้นเนื้อด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของเนื้องอกผิวหนังและการควบคุมคุณภาพในการผลิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อทำการวิเคราะห์ทางเคมีของตัวอย่างด้วยวิธีที่ไม่ทำลายล้าง เช่น ในการรักษาความปลอดภัยสนามบิน Peccianti กล่าว
นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในOpticaกล่าวว่าขณะนี้พวกเขากำลังใช้เทคนิคการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อเร่งกระบวนการสร้างภาพใหม่ในระบบของพวกเขา
อิเล็กตรอนตื่นเต้น
วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการเพิ่มอุณหภูมิวิกฤตของคอนเดนเสทคือทำจาก excitons (bosons) ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนที่จับกับรู exciton ถูกสร้างขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกกระตุ้นจากแถบเวเลนซ์ของวัสดุ – ทิ้งไว้เบื้องหลังรู คอนเดนเสทของ exciton จึงสามารถขนส่งพลังงานกระตุ้นนี้ผ่านวัสดุที่ไม่มีความต้านทานได้ อย่างไรก็ตาม Excitons ไม่มีประจุไฟฟ้าต่างจากคู่ของ Cooper Excitons มีพันธะแน่นกว่าคู่ของ Cooper ซึ่งหมายความว่าคอนเดนเสทดังกล่าวสามารถคงอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าตัวนำยิ่งยวด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอนุภาคและรูจะทำลายล้างอย่างรวดเร็วตามธรรมชาติ คอนเดนเสทของ exciton จึงยากต่อการสร้าง
คอนเดนเสทของ Exciton สามารถสร้างขึ้นได้โดยการวางอิเล็กตรอนในกับดักแสงหรือใช้วัสดุสองชั้น เช่น เซมิคอนดักเตอร์หรือกราฟีนเพื่อแยกอนุภาคและรูออกจากกัน คอนเดนเสทของ Exciton สามารถอยู่ร่วมกันควบคู่ไปกับคอนเดนเสทของ fermion-pair ซึ่งจะทำให้คูเปอร์คูเปอร์มีอยู่ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อสองปีที่แล้ว นักฟิสิกส์ที่ Royal Holloway มหาวิทยาลัยลอนดอน และมหาวิทยาลัย Southampton ในสหราชอาณาจักรได้รวมวงแหวนตัวนำยิ่งยวดเข้ากับช่องไมโครเซมิคอนดักเตอร์
งานวิจัยล่าสุดนี้จัดทำโดยLeeAnn Sager, Shiva SafaeiและDavid Mazziottiจากมหาวิทยาลัยชิคาโก Mazziotti ชี้ให้เห็นว่าคุณสมบัติของคอนเดนเสททั้งสองประเภทยังคงแตกต่างจากที่อื่นในระบบดังกล่าว ทั้งสามคนได้ตรวจสอบว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎีหรือไม่ที่จะสร้างวัสดุที่แสดงคุณสมบัติทั้งสองชุดร่วมกัน วัสดุดังกล่าวอาจนำไฟฟ้าและพลังงานกระตุ้นได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
Credit : aioproductions.net americanhovawartclub.com asdcarlopoletti.com askdrwang.com benamatirecruiter.com blisterama.info bobosbigtopbabes.com bookbrouser.com brandrecoveryseries.com burberryoutletshoponline.net
