นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้สร้างอนุภาคนาโนที่ปล่อยแสงซูเปอร์ฟลูออเรสเซนต์เป็นจังหวะที่อุณหภูมิห้อง ผิดปกติ แสงที่ปล่อยออกมาจะมีการเลื่อนแบบต่อต้านสโตกส์ ซึ่งหมายความว่ามีความยาวคลื่นสั้นกว่า (และทำให้มีพลังงานสูงกว่า) กว่าความยาวคลื่นของแสงที่เริ่มต้นการตอบสนอง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการแปลงกลับ อนุภาคนาโนใหม่ที่ทีมค้นพบขณะมองหาเอฟเฟกต์แสง
ที่แตกต่างกัน
สามารถสร้างตัวจับเวลา เซ็นเซอร์ และทรานซิสเตอร์ชนิดใหม่ๆ ในวงจรออปติกได้หัวหน้าทีมกล่าวว่า “การปล่อยก๊าซที่รุนแรงและรวดเร็วเช่นนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุบุกเบิกและแพลตฟอร์มนาโน การแพทย์ ” “ตัวอย่างเช่น อนุภาคนาโนที่แปลงกลับ (UCNPs) ได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย
ในการประยุกต์ใช้ทางชีววิทยา ตั้งแต่การตรวจทางชีวภาพที่ปราศจากเสียงรบกวน การแพทย์นาโนที่มีความแม่นยำ และการสร้างภาพเนื้อเยื่อระดับลึก ไปจนถึงชีววิทยาของเซลล์ สรีรวิทยาทางสายตา และออปโตเจเนติกส์” การกำบังวงโคจรของอิเล็กตรอนการเรืองแสงยิ่งยวดเกิดขึ้นเมื่ออะตอมหลายตัว
ในวัสดุหนึ่งๆ ปล่อยแสงออกมาในระยะสั้นและเข้มข้นพร้อมกัน ปรากฏการณ์ควอนตัมออปติกนี้แตกต่างไปจากการปล่อยก๊าซที่เกิดขึ้นเองแบบไอโซโทรปิกหรือการเรืองแสงปกติ ซึ่งเกิดขึ้นได้ยากที่อุณหภูมิห้องและมีแนวโน้มที่จะอยู่ได้ไม่นานพอที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ อย่างไรก็ตาม UCNPs นั้นแตกต่างกัน
สมาชิกในทีมแสงถูกปล่อยออกมาจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอน 4 fซึ่งได้รับการปกป้องโดยวงโคจรของอิเล็กตรอนที่อยู่สูงกว่าซึ่งทำหน้าที่เป็น ‘เกราะกำบัง’ ทำให้สามารถเรืองแสงยิ่งยวดได้แม้ในอุณหภูมิห้อง” Han อธิบาย ในงานใหม่นี้ ทีมงานได้สังเกตการเรืองแสงซูเปอร์ฟลูออเรสเซนต์
ในไอออนที่จับคู่กันภายในอนุภาคนาโนเดี่ยวของ UCNPs ที่เจือด้วยแลนทาไนด์ที่มีนีโอดิเมียม-ไอออนอัดแน่น ซึ่งแตกต่างจากซูเปอร์ฟลูออเรสเซนต์ในวัสดุอื่นๆ เช่น คริสตัลนาโนเพอร์วอสไคต์ที่มีลำดับสูงหรือการประกอบควอนตัมดอทของเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้อนุภาคนาโนแต่ละอนุภาคเป็นตัวปล่อย
ที่เจือด้วย
แลนทาไนด์ แต่ละไอออนของแลนทาไนด์ในอนุภาคนาโนเดี่ยวจะเป็นอิมิตเตอร์แต่ละตัว “ตัวปล่อยนี้สามารถทำปฏิกิริยากับแลนทาไนด์ไอออนอื่นๆ เพื่อสร้างการเชื่อมโยงกันและทำให้เกิดสารเรืองแสงซูเปอร์ฟลูออเรสเซนซ์ที่ต่อต้านสโตกส์-ชิฟต์ได้ทั้งในชุดอนุภาคนาโนแบบสุ่มและในผลึกนาโนเดี่ยว
ซึ่งมีขนาดเพียง 50 นาโนเมตรเป็นสื่อซูเปอร์ฟลูออเรสเซนต์ที่เล็กที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา” ลิม พูดว่าการซิงโครไนซ์เป็นสถานะมหภาคที่เหนียวแน่น”การเรืองแสงยิ่งยวดมาจากการประสานกันในระดับมหภาคของเฟสการแผ่รังสีของไอออนที่ถูกกระตุ้นในอนุภาคนาโนหลังจากที่สะสมพลังงานกระตุ้น”
โครี กรีน สมาชิกในทีมกล่าวเสริม “เลเซอร์พัลส์กระตุ้นไอออนภายในอนุภาคนาโนและสถานะเหล่านั้นไม่ได้ถูกจัดอย่างสอดคล้องกันในตอนแรก“เพื่อให้เกิดการเรืองแสงยิ่งยวด ชุดไอออนที่ไม่เป็นระเบียบในขั้นต้นนั้นจะต้องประสานกันเป็นสถานะที่จับตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ก่อนที่จะปล่อยออกมา
และเพื่อนร่วมงานกำลังพยายามสร้างวัสดุที่ปล่อยแสง นั่นคือวัสดุที่แสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอมหนึ่งกระตุ้นให้อีกอะตอมหนึ่งเปล่งแสงที่เท่ากันมากขึ้น พวกเขาสังเกตการเรืองแสงยิ่งยวดซึ่งอะตอมที่ไม่ซิงโครไนซ์ในขั้นต้นจะเรียงตัวกัน จากนั้นจึงเปล่งแสงออกมาพร้อมกัน
“เมื่อเรากระตุ้นวัสดุด้วยความเข้มแสงเลเซอร์ที่แตกต่างกัน เราพบว่ามันปล่อยซูเปอร์ฟลูออเรสเซนต์สามพัลส์ในช่วงเวลาปกติสำหรับการกระตุ้นแต่ละครั้ง” Lim กล่าว “และพัลส์จะไม่ลดลง แต่ละพัลส์มีความยาว 2 นาโนวินาที ดังนั้น UCNP ไม่เพียงแต่แสดงการเรืองแสงยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องเท่านั้น
แต่ยังแสดง
ในลักษณะที่ควบคุมได้ ซึ่งหมายความว่าคริสตัลสามารถใช้เป็นตัวจับเวลา เซ็นเซอร์ประสาท หรือทรานซิสเตอร์ออปติกบนวงจรรวมโทนิค เป็นต้น”เพื่ออำนวยความสะดวกในการประสานงานนี้ จึงต้องเลือกโครงสร้างของนาโนคริสตัลและความหนาแน่นของไอออนนีโอไดเมียมอย่างระมัดระวัง”
แม้ว่าการศึกษาจะไม่ประสบความสำเร็จ ก็ได้เรียนรู้เทคนิคการทดลองที่ เป็นผู้บุกเบิก และท้ายที่สุดจะพิสูจน์ได้ว่าจำเป็นสำหรับ LIGO และการทดลองทางฟิสิกส์อื่นๆ อีกมากมายเช่นกัน อันที่จริง ไวส์พบว่าสองปีนั้นที่พรินซ์ตัน “มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ของฉัน”
หลังจากเข้าร่วมคณะฟิสิกส์ของ MIT ในตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ในปี 2507 ไวส์ทำงานในโครงการจักรวาลวิทยาที่วัดสเปกตรัมของพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก (CMB) ซึ่งเป็นของที่ระลึกของบิ๊กแบงที่ยังคงเต็มจักรวาล เขามีส่วนร่วมในการวิจัยโดยระบุว่าCMBเป็นไปตามเส้นโค้งของวัตถุสีดำที่สมบูรณ์แบบ
โดยมีอุณหภูมิแหล่งกำเนิดที่ 2.7K ซึ่งเป็นการค้นพบที่นำไปสู่การได้รับรางวัลโนเบลในปี 2549 สำหรับนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำ ได้แก่ การวัดแรงโน้มถ่วงในห้องเรียนไวส์ยังคงคิดเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเขาถูกขอให้นำเสนอหลักสูตรเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่ MIT
นี่ไม่ใช่เรื่องง่าย คณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นน่ากลัว และหลักสูตรที่สอนวิชานี้เป็นคณิตศาสตร์มากกว่าฟิสิกส์ Weiss พูดถึงเรื่องนี้ในวันนี้ว่า “ฉันไม่ใช่นักทฤษฎี ฉันเป็นช่างประปา…ช่างประปาสุญญากาศ ช่างประปาอิเล็กทรอนิกส์ แต่เป็นช่างประปา” ดังนั้นเขาและนักเรียนจึงเรียน
คณิตศาสตร์ด้วยกัน แต่โดยไม่คาดคิด พื้นฐานการทดลองของเขามีความสำคัญอย่างมากดังที่ไวสส์อธิบาย ในเวลานั้นแห่งมหาวิทยาลัย กำลังพยายามตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความยาวของกระบอกอลูมิเนียมขนาดใหญ่เมื่อคลื่นพัดผ่านไป เมื่อนักเรียนถามไวสส์เกี่ยวกับการวัดดังกล่าว เขาก็ได้แนวคิด เกี่ยวกับการสอนขึ้นมาทดลอง
Credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
