Patrick Windpassingerและเพื่อนร่วมงานของ Johannes Gutenberg University Mainz ในประเทศเยอรมนีได้สร้างเทคนิคที่ใช้งานได้จริงซึ่งสามารถขนส่งอะตอมที่เย็นจัดเป็นเส้นใยกลวงได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการอนุญาตให้อะตอมขี่บน “สายพานลำเลียงแบบออปติคัล” ที่สร้างโดยลำแสงเลเซอร์สองลำ เมื่ออยู่ภายในใยแก้วนำแสงแล้ว อะตอมจะสามารถใช้งาน
ได้หลากหลาย รวมทั้งการคำนวณควอนตัมและการตรวจจับ
ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา กลุ่มอะตอมที่เย็นจัดได้รับการพิสูจน์อย่างเหลือเชื่อสำหรับการใช้งาน เช่น การจำลองสถานะควอนตัมของสสาร การวัดแรงขนาดเล็ก และการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลควอนตัม การใช้งานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างแสงเลเซอร์กับอะตอม ดังนั้นนักฟิสิกส์จึงกระตือรือร้นที่จะหาวิธีทำให้ปฏิกิริยานี้แม่นยำที่สุด
วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการจำกัดกลุ่มเมฆของอะตอมที่เย็นจัดภายในเส้นใยกลวงก่อนที่จะยิงแสงเลเซอร์ที่เหมาะสมเข้าไปในเส้นใย อย่างไรก็ตาม การทำให้อะตอมเป็นเส้นใยโดยไม่ทำให้ร้อนหรือสูญเสียอะตอมส่วนใหญ่นั้นเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่
รักษาความเย็นวิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการปล่อยให้อะตอมตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงเป็นเส้นใยหรือใช้ “กรวยแม่เหล็ก” อีกวิธีหนึ่งคือสายพานลำเลียงแบบออปติคัล ซึ่งจัดแสดงครั้งแรกในปี 2014 ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว โดยฮิเดโทชิ คาโตริและเพื่อนร่วมงาน ประโยชน์หลักของเทคนิคนี้ ตามที่ Windpassinger และเพื่อนร่วมงานกล่าวคือ อะตอมสามารถเคลื่อนย้ายและวางตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้โดยไม่สูญเสียอะตอมจำนวนมากหรือไม่ให้ความร้อนแก่อะตอมยังคงเป็นเป้าหมายที่สำคัญ
ตอนนี้ Windpassinger และเพื่อนร่วมงานได้สร้างและกำหนดลักษณะของระบบสายพานลำเลียงแบบออปติคัล และแสดงให้เห็นว่าอะตอมสามารถขนส่งได้ในปริมาณที่ค่อนข้างมากในขณะที่ยังคงความเย็นจัด
มันเกี่ยวข้องกับการดักจับและการทำให้เย็นลงของเมฆอะตอมรูบิเดียม-87 ในกับดักแบบแมกนีโตออปติคัล (MOT) เริ่มแรกอะตอมจะยึดไว้ประมาณ 6 มม. จากปลายเส้นใยที่มีความยาว 10 ซม. โดยมีแกนกลวงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 µm
โหนดและแอนติโนด
จากนั้นทีมงานได้เปิดโครงข่ายออปติคัล 1D ที่สร้างขึ้นโดยลำแสงเลเซอร์สองลำที่เคลื่อนผ่านศูนย์กลางของ MOT และแกนไฟเบอร์ โครงตาข่ายประกอบด้วยโหนดและแอนติโนดของแสงเลเซอร์ที่ดักจับอะตอมเป็นช่วงๆ
จากนั้นความถี่ของเลเซอร์จะเปลี่ยนไปเล็กน้อย ซึ่งทำให้โหนดและแอนติโนดเคลื่อนที่เข้าหาและเข้าสู่เส้นใยด้วยความเร็วสูงถึง 0.4 เมตร/วินาที สิ่งนี้จะขนส่งอะตอมบางส่วนออกจาก MOT และประมาณ 6 มม. เข้าไปในเส้นใย
กระบวนการขนส่งเกี่ยวข้องกับการเร่งความเร็วก่อนแล้วจึงทำให้อะตอมช้าลง และ Windpassinger และเพื่อนร่วมงานมองว่ากระบวนการเหล่านี้ส่งผลต่อจำนวนอะตอมที่สามารถเคลื่อนย้ายไปยังทางเข้าของเส้นใยได้อย่างไร ในขั้นต้น พวกเขาพบว่าความเร่งที่เร็วขึ้น (ซึ่งสอดคล้องกับเวลาการขนส่งที่สั้นลง) ส่งผลให้มีการย้ายอะตอมจำนวนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาสรุปว่าสิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการขนส่งเอง แต่เกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงในช่วงเวลาการขนส่งที่สั้นลง อะตอมมีโอกาสหนีออกจากสายพานลำเลียงน้อยลง
รักษาความเย็นทีมงานยังได้พิจารณาว่าการเร่งความเร็วและการชะลอตัวส่งผลต่ออุณหภูมิของอะตอมที่ขนส่งอย่างไร อะตอมเริ่มต้นที่อุณหภูมิประมาณ 100 µK และทีมงานคาดการณ์ว่าอุณหภูมินี้ควรเพิ่มขึ้นเมื่ออะตอมถูกส่งไปยังส่วนปลายของเส้นใย ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดลอง พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าด้วยการเปลี่ยนแอมพลิจูดของเลเซอร์ดักจับระหว่างกระบวนการขนส่ง พวกมันเกือบจะกำจัดความร้อนได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้สูญเสียอะตอมมากขึ้น และทำให้ประสิทธิภาพการขนส่งลดลง
โฟตอนสามตัวจับกันเป็น ‘โมเลกุล’ ของแสง
Windpassinger และเพื่อนร่วมงานยังได้พิจารณาประสิทธิภาพการขนส่งและอุณหภูมิสุดท้ายของอะตอมที่ถูกเคลื่อนตัวเข้าไปภายในเส้นใย 6 มม. และพบว่าพารามิเตอร์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับสิ่งที่วัดนอกเส้นใยอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ทีมงานสามารถขนส่งอะตอมที่แช่เย็นได้ถึง 70 µK โดยมีประสิทธิภาพประมาณ 10% ในขณะที่ 40% เป็นไปได้สำหรับอะตอมที่ 940 µK
Windpassinger บอกกับPhysics Worldว่างานนี้เป็นจุดสิ้นสุดของขั้นตอนการพัฒนาสายพานลำเลียงแสงและขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมคือการตรวจสอบการใช้งานที่เป็นไปได้ของเทคโนโลยี ที่ด้านบนของรายการคือการสร้างรัฐ Rydberg ภายในอะตอมที่ติดอยู่ สถานะเหล่านี้สามารถไกล่เกลี่ยปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฟตอน ทำให้เกิด “โมเลกุลของแสง” ที่อาจเป็นประโยชน์สำหรับการจัดเก็บข้อมูลควอนตัม Rydberg ระบุในเส้นใยอาจเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างเซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
อนุภาคนาโนที่เคลือบอยู่ในสารเคลือบ PEG ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษของทีมสามารถไหลเวียนในกระแสเลือดได้นานกว่าการออกแบบอนุภาคนาโนก่อนหน้านี้ประมาณสามเท่า สาเหตุของเวลาหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่คาดคิด: การเคลือบ PEG ป้องกันการดูดซึมโดยเซลล์บุผนังหลอดเลือดของตับ แต่ไม่ใช่มาโครฟาจ มาโครฟาจในตับยังคงกินอนุภาคดังกล่าว แต่เนื่องจากเซลล์บุผนังหลอดเลือดในตับละเลยพวกมัน เวลาหมุนเวียนของอนุภาคจึงเพิ่มขึ้นโดยรวม ก่อนหน้านี้ ยังไม่เข้าใจถึงความสำคัญของการป้องกันการดูดซึมเซลล์ตับ
เนื่องจากส่วนหนึ่งของการทำงานของตับคือการเผาผลาญยาและกรองเลือด จึงเป็นเส้นทางหลักในการกำจัดอนุภาคนาโน การผลิตอนุภาคนาโนที่ตับมองไม่เห็นเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตยานพาหนะสำหรับนำส่งยาอย่างทั่วถึง Cheng Lab รู้สึกตื่นเต้นที่จะได้เห็นว่าความรู้เกี่ยวกับการเคลือบ PEG บนอนุภาคนาโนนี้สามารถนำไปใช้เพื่อประโยชน์ในการนำส่งยาได้อย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการรักษามะเร็ง งานในอนาคตจะสำรวจการสร้างสารเคลือบที่สามารถป้องกันการดูดซึมโดยทั้งเซลล์ตับและมาโครฟาจเพื่อผลิตอนุภาคนาโนที่ไหลเวียนได้ยาวนานเป็นพิเศษ
การบำบัดด้วยโฟโตไดนามิก (PDT) ฆ่าเซลล์มะเร็งโดยใช้ยาไวแสงที่จำกัดตำแหน่งภายในเนื้องอก เมื่อฉายรังสีด้วยความยาวคลื่นเฉพาะ ยาจะผลิตออกซิเจนชนิดปฏิกิริยาที่ฆ่าเซลล์ใกล้เคียง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Metronomic PDT ซึ่งใช้เวลานาน (ชั่วโมงถึงหลายสิบชั่วโมง) และการฉายรังสีด้วยแสงในปริมาณต่ำได้แสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาในการรักษามะเร็งภายในอวัยวะภายใน Metronomic PDT สามารถใช้อุปกรณ์ออปติคัลขนาดเล็กเพื่อเปล่งแสงที่ใดก็ได้ในร่างกาย อย่างไรก็ตาม เพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งแสงที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง วิธีนี้จำเป็นต้องมีการตรึงอุปกรณ์ดังกล่าวกับพื้นผิวเนื้อเยื่อภายในอย่างมั่นคง
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
