แสงเลเซอร์สามารถเปลี่ยนวัสดุที่เป็นฉนวนตามปกติให้เป็นตัวนำไฟฟ้าและในทางกลับกัน ตามการคำนวณของนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร ความสามารถนี้ขึ้นอยู่กับการควบคุมควอนตัม ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าเอาต์พุตของระบบสามารถปรับแต่งได้ตามต้องการโดยการใช้ฟิลด์ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาที่เหมาะสมที่อินพุต ในอนาคต พวกเขากล่าวว่า โครงการของพวกเขาอาจทำให้
วัสดุ
ในชีวิตประจำวันมีคุณสมบัติของระบบที่แปลกใหม่มากขึ้น เช่น ตัวนำยิ่งยวด เมื่ออยู่ในภาวะสมดุล พฤติกรรมของระบบส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของมัน ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบของทองคำและเหล็กที่แตกต่างกันมากทำให้มีสมบัติทางเคมี ไฟฟ้า และแม่เหล็กที่แตกต่างกันมาก
แต่ตามที่ Gerard McCaul แห่งมหาวิทยาลัยทูเลนในนิวออร์ลีนส์ชี้ให้เห็น คุณสมบัติเหล่านั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้สนามที่แปรผันตามเวลากับสาร ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เลเซอร์ “ระบบขับเคลื่อนมี ‘ความเป็นสากล’ อยู่ประเภทหนึ่ง” เขากล่าว
“ที่ซึ่งระบบขับเคลื่อนสามารถแสดงพฤติกรรมที่สังเกตได้แทบทุกชนิดที่คุณเลือกได้ หากคุณสามารถหาพื้นที่การขับขี่ที่เหมาะสมได้”ในงานล่าสุดพร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นกรอบทฤษฎีใหม่สำหรับการควบคุมคุณสมบัติของระบบโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ซึ่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะแปรผันตามเวลา
ในช่วงเวลาหนึ่ง วิธีที่กำหนดไว้อย่างดี การควบคุมที่สอดคล้องกันนี้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในหลายๆ แอปพลิเคชัน เช่น การใช้พัลส์ความถี่วิทยุเพื่อเตรียมสถานะของควอนตัมบิตที่ใช้ในการทดลองเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ ไฮโดรเจนเลียนแบบอาร์กอน เมื่อสามปีก่อน และเพื่อนร่วมงาน
ได้แสดงในทางทฤษฎีว่าการควบคุมควอนตัมสามารถใช้เพื่อแสดงผลลัพธ์ของระบบทางกายภาพที่แตกต่างกันสองระบบให้เหมือนกัน เพื่อให้ระบบหนึ่งเลียนแบบอีกระบบหนึ่ง ระบบที่เป็นปัญหาคืออะตอมของอาร์กอนและไฮโดรเจน โดยนักวิจัย ได้คำนวณว่าพัลส์เลเซอร์ที่มีรูปร่างเหมาะสม
ที่ยิงไป
ที่อะตอมของไฮโดรเจนจะบังคับให้อะตอมนั้นเปล่งแสงด้วยสเปกตรัมเดียวกันกับอาร์กอน ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานได้ขยายแนวคิดนี้ไปยังระบบต่างๆ ของร่างกาย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุโซลิดสเตต ในการทำเช่นนั้น พวกเขาใช้แบบจำลอง แบบมิติเดียว ซึ่งเป็นตัวแทนของของแข็งที่ประกอบด้วย
โครงตาข่ายของอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์ แบบจำลองสามารถทำนายคุณสมบัติของวัสดุได้หลากหลาย รวมทั้งระบบเป็นตัวนำหรือไม่ เพียงแค่เปรียบเทียบพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนเมื่อสัมผัสกับเลเซอร์ วัสดุจะดูดซับพลังงานจากลำแสง ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่
ในทางกลับกัน การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสามารถสร้างแสงได้ แต่ประเภทของสเปกตรัมของกระแสและการปล่อยที่สร้างขึ้นด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับว่าวัสดุนั้นอยู่ในขั้นตอนการนำไฟฟ้าหรือฉนวน กลุ่มแองโกลอเมริกันได้แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนฟิลด์ขาเข้าในลักษณะที่จะแปลงสเปกตรัม
การปล่อยของตัวนำเป็นของฉนวน และในทางกลับกัน ด้วยเหตุนี้ พวกเขาคาดการณ์ว่าควรจะพลิกของแข็งระหว่างขั้นตอนการเป็นฉนวนและการนำไฟฟ้าได้โดยการออกแบบอย่างระมัดระวังของสนามเลเซอร์ขับเคลื่อน ความสัมพันธ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นมากความสามารถในการกำหนดรูปร่างคุณสมบัติ
ของระบบ
ด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างเอาต์พุตของวัสดุและสนามเลเซอร์ที่อินพุต นั่นทำให้การควบคุมอินพุตไม่ตรงไปตรงมา ในการทำเช่นนั้น นักวิจัยได้ปรับเทคนิคที่เรียกว่าการควบคุมการติดตามเพื่อจัดการกับเรื่องซับซ้อนในชีวิตประจำวันที่จำลองด้วยโครงตาข่าย
แทนที่จะคำนวณค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสนามเลเซอร์ในแต่ละจุดของเวลา พวกเขาใช้สมการการเคลื่อนที่ที่ไม่ใช่เชิงเส้นแทน ซึ่งคำนวณสนามใหม่อย่างต่อเนื่องโดยใช้เอาต์พุตของระบบ ซึ่งเป็นสิ่งที่พวกเขาพบว่าสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่หลีกเลี่ยงเอกพจน์ที่ไม่ใช่ทางกายภาพ .
ชี้ให้เห็นว่าโครงร่างที่ใช้เลเซอร์นี้ไม่สามารถกำหนดมูลค่าของทุกสิ่งที่สังเกตได้ในระบบ ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนมวลของโปรตอนจะเกินขีดจำกัด แต่ถึงกระนั้น เขากล่าวว่า คุณสมบัติของวัสดุส่วนใหญ่ที่ศึกษาในการทดลองนั้นเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าในธรรมชาติ ดังนั้นจึงสามารถได้รับอิทธิพลได้
“ถ้ามันต้มตุ๋นเหมือนเป็ด”นอกจากนี้เขายังให้เหตุผลว่าความแตกต่างระหว่างรูปลักษณ์และพฤติกรรมของระบบนั้นเป็นประเด็นทางความหมาย “เราสามารถกำหนดสถานะของสสารได้จากพฤติกรรมที่เราสังเกตเท่านั้น” เขากล่าว “ดังนั้นหากเราเลียนแบบได้ ระบบของเราก็นิยามตามสถานะของสสารนั้น
ถ้ามันต้มตุ๋นเหมือนเป็ด…”กล่าวว่าการประยุกต์ใช้งานที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งคือ “การสร้างฮาร์มอนิกสูง” – ผลิตแสงที่มีความถี่หลายเท่าของภาคสนามที่ขับเคลื่อนระบบ วิธีหนึ่งในการตรวจสอบระบบที่มีขนาดเล็กมากหรือมีอายุสั้น มันทนทุกข์ทรมานจากข้อเท็จจริงที่ว่าฮาร์มอนิกส์มีลำดับความสำคัญ
น้อยกว่าการแผ่รังสีขับ แต่โครงร่างใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้อย่างไรที่จะเพิ่มความเข้มของหนึ่งในฮาร์มอนิกที่สร้างขึ้น เนื่องจากสเปกตรัมเป็นพารามิเตอร์ของโมเดลการติดตาม แม้ว่าการปรับปรุงจริงจะขึ้นอยู่กับประเภทของเลเซอร์และฮาร์ดแวร์อื่นๆ ที่มีอยู่ แต่เชื่อว่าวิธีการใหม่นี้
“ยังคงเป็นช่องทางที่มีแนวโน้ม” ในการสร้างเสียงประสานสูง มองไปข้างหน้า นักวิจัยยังตั้งเป้าที่จะแสดงให้เห็นว่าโครงการของพวกเขาอาจสร้างตัวนำยิ่งยวดประเภทใหม่หรือเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของวัสดุที่มีตัวนำยิ่งยวดอยู่แล้วได้อย่างไร ซึ่งทำงานวิจัยนี้ด้วย ชี้ให้เห็นว่าตัวนำยิ่งยวดไม่ได้ถูกกำหนด
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
