บาคาร่าเว็บตรง จุดควอนตัมมีแอปพลิเคชั่นมากมาย แต่จะมีประโยชน์มากกว่าหากแสงที่ปล่อยออกมาไม่กะพริบแบบสุ่ม ขอบคุณนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เป้าหมายนี้อยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม ด้วยการค้นหาวิธีป้องกันจุดควอนตัมไม่ให้กะพริบ ซึ่งเป็นปัญหาที่ทำลายกลุ่มวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ระดับนาโนเหล่านี้นับตั้งแต่การค้นพบ ทีมของ MIT ได้ปูทางสำหรับแอปพลิเคชันใหม่ที่มีความแม่นยำ
รวมถึงแหล่งโฟตอนเดียวสำหรับการเข้ารหัสควอนตัม
และการถ่ายภาพทางชีวภาพจุดควอนตัมมีลักษณะเหมือนอะตอมในแง่ที่ว่าช่องว่างระหว่างแถบความถี่ระหว่างระดับพลังงานอิเล็กตรอนหมายความว่าพวกมันสามารถดูดซับและปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นไม่ต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น การส่องแสงอัลตราไวโอเลตบนจุดควอนตัม กระตุ้นให้มีสถานะพลังงานสูงขึ้น เมื่อจุดนั้นถอยกลับไปสู่สถานะพื้นดินในภายหลัง มันจะปล่อยพลังงานส่วนเกินโดยการปล่อยโฟตอนในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ทำให้จุดนั้นเรืองแสงด้วยสีสันสดใส แม้ว่าคุณสมบัตินี้จะอนุญาตให้ใช้จุดควอนตัมในหน้าจอแสดงผลและโทรทัศน์ระดับไฮเอนด์ ความจริงที่ว่าแสงของจุดเหล่านี้เป็นระยะ ๆหมายความว่าจะไม่ใช้สำหรับแอปพลิเคชันเช่นตัวปล่อยโฟตอนเดี่ยวซึ่งต้องการการควบคุมที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ทำให้หยุดกระพริบตาในงานล่าสุด นักวิจัยที่นำโดยMoungi Bawendi แห่ง MIT ได้ แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถบรรลุการควบคุมดังกล่าวได้โดยการยิงลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดช่วงกลางที่จุดควอนตัมเป็นเวลา 200 มิลลิวินาที เทคนิคนี้ซึ่งสร้างขึ้นจากความก้าวหน้าในเทคโนโลยีพัลส์สนามไฟฟ้าที่เร็วมาก บังคับให้จุดต่างๆ หยุดกะพริบเป็นระยะเวลานานกว่าระยะเวลาของพัลส์เลเซอร์ถึงห้าเท่า
เทคนิคนี้ใช้ได้ผลเพราะคิดว่าเอฟเฟกต์การกะพริบ
เกิดจากประจุไฟฟ้าส่วนเกินที่สร้างขึ้นบนจุดควอนตัมเมื่ออิเล็กตรอนพิเศษเกาะติดกับพื้นผิวของพวกมัน อิเล็กตรอนพิเศษเหล่านี้เปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของจุดเพื่อให้จุดปล่อยพลังงานผ่านกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้องกับการปล่อยโฟตอน คีธ เนลสันสมาชิกในทีมอธิบายเมื่อประจุเพิ่มเติมเหล่านี้สัมผัสกับแสงอินฟราเรดช่วงกลาง ซึ่งจะทำให้จุดต่างๆ เปล่งแสงในลักษณะที่มั่นคงแทนที่จะกะพริบ
แอปพลิเคชันเพิ่มเติมบนขอบฟ้าจุดควอนตัมที่เสถียรใหม่อาจถูกนำมาใช้ในการใช้งานเช่นวิทยาศาสตร์สารสนเทศควอนตัมซึ่งต้องการแหล่งโฟตอนเดี่ยวที่เชื่อถือได้โดยไม่มีการหยุดชะงัก Jiaojian Shiสมาชิกในทีมกล่าวว่าการวิจัยทางชีวการแพทย์อาจเป็นประโยชน์เช่นกัน “มีกระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่างที่ต้องใช้การสร้างภาพด้วยแท็ก photoluminescent ที่คงที่ เช่น แอปพลิเคชันการติดตาม” Shi อธิบาย “ตัวอย่างเช่น เมื่อเราทานยา
คุณต้องการนึกภาพว่าโมเลกุลของยาถูกทำให้อยู่ภายในเซลล์อย่างไร และมันไปสิ้นสุดที่ใดในออร์แกเนลล์ย่อยเซลล์” ซึ่งอาจนำไปสู่กระบวนการค้นพบยาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เขากล่าวเสริมว่า “แต่ถ้าจุดควอนตัมเริ่มกะพริบถี่ ๆ แสดงว่าคุณสูญเสียการติดตามว่าโมเลกุลอยู่ที่ไหน” อาร์เรย์ควอนตัมดอทสามารถสร้างสวิตช์พลังงานต่ำมาก
ทีมงานกล่าวว่าเทคนิคนี้อาจใช้เพื่อทำให้ตัวปล่อยแสงอื่น ๆ เสถียรเช่นศูนย์ไนโตรเจนในเพชรซึ่งใช้ในกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงพิเศษและเป็นแหล่งโฟตอนเดียวในเทคโนโลยีควอนตัมออปติคัล ในขณะที่การผลิตแสงเลเซอร์อินฟราเรดช่วงกลางต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่และมีราคาแพง เนลสันแนะนำว่าเทคนิคนี้อาจไม่จำกัดเฉพาะช่วงอินฟราเรดกลาง หากสามารถขยายไปถึงช่วงเทอร์เฮิร์ตซ์ (THz) ได้ เขากล่าว การทำเช่นนี้อาจทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลงและราคาไม่แพงมาก
ทีม Stanford ได้เตรียมเมฆของอะตอมรูบิเดียม-87
ที่เย็นจัดและใช้รูปแบบของลำแสงเลเซอร์ที่ทับซ้อนกัน จากนั้น ตัวแยกลำแสงเลเซอร์จะแยกแพ็กเก็ตคลื่นของอะตอมแต่ละอันออกเป็นวิถีทางด้านบนและด้านล่าง โดยก่อนหน้านี้จะผ่านเข้าใกล้วงแหวนครึ่งวงกลมของทังสเตนบริสุทธิ์ (และไม่เป็นแม่เหล็ก) ที่มีน้ำหนัก 1.25 กก. และวางไว้ที่ด้านบนของหลอด
แนวคิดคือการตรวจจับการเลื่อนเฟสเล็กๆ อันเนื่องมาจากการขยายเวลา ข้อเท็จจริงที่ว่านาฬิกาสองนาฬิกาที่ความสูงต่างกันในศักย์โน้มถ่วงจะติ๊กในอัตราที่ต่างกันเล็กน้อย การเปลี่ยนเฟสนี้สามารถวัดได้ก็ต่อเมื่อการแยกระหว่างแพ็กเก็ตคลื่นมีขนาดใหญ่กว่าระยะห่างระหว่างแขนอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่ใกล้ที่สุดกับมวลแหล่งกำเนิดทังสเตนอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงใช้ตัวแยกลำแสงที่ถ่ายโอนโมเมนตัมจำนวนมากไปยังแพ็กเก็ตคลื่นโดยเว้นระยะห่างจากกันให้ไกลที่สุด – สูงสุด 25 ซม. เทียบกับ 7.5 ซม. สำหรับแพ็กเก็ตคลื่นที่อยู่ใกล้กับทังสเตนมากที่สุด
อย่างไรก็ตาม การสังเกตผลกระทบนี้ นักฟิสิกส์จำเป็นต้องคำนึงถึงการเลื่อนเฟสอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของมวลต้นทาง (สนามแรง) พวกเขาทำสิ่งนี้โดยการยิงเมฆปรมาณูตามอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ด้วยแขนที่เว้นระยะห่างกันมากขึ้น เช่น การแยกแพ็กเก็ตคลื่น ในกรณีนี้ 2 ซม. โดยทั่วไปมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับระยะห่างของมวลทังสเตน ดังนั้นจึงไม่ไวต่อการขยายเวลา
เอฟเฟกต์พิเศษนักวิจัยทำการทดลองซ้ำแล้วซ้ำเล่า โดยแต่ละครั้งจะเปลี่ยนระยะห่างขั้นต่ำระหว่างต้นแขนของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์กับมวลต้นทาง การพล็อตความแปรผันของความแตกต่างของเฟสระหว่างแขนทั้งสองข้างที่มีระยะห่างระหว่างแขน-มวล พวกเขาพบว่าเส้นโค้งที่เป็นผลลัพธ์สำหรับอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่มีแขนที่เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิดนั้นตรงกับความคาดหวังสำหรับการเปลี่ยนแปลงอันเนื่องมาจากการโก่งตัวของแพ็กเก็ตคลื่นโดยสนามโน้มถ่วงเท่านั้น แต่นั่นไม่ใช่สำหรับอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่มีแขนเว้นระยะห่างกันมาก ในกรณีนี้ สิ่งอื่นที่ไม่ใช่ภาคสนามได้แนะนำการเปลี่ยนเฟส
Kasevich และเพื่อนร่วมงานตีความ “อย่างอื่น” นี้เป็นการขยายเวลาเชิงสัมพันธ์ และด้วยเหตุนี้หลักฐานของการเปลี่ยนเฟส Aharonov–Bohm “ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงสร้างเฟส Aharonov-Bohm ที่คล้ายคลึงกับที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า” พวกเขาเขียน
Guglielmo Maria Tinoแห่งมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ในอิตาลีก็มองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับการวิจัยในอนาคตเช่นกัน เขากล่าวว่าผลลัพธ์ล่าสุดแสดงให้เห็นว่า “ศักยภาพของเซ็นเซอร์ควอนตัมอะตอมเป็นเครื่องมือใหม่ที่ช่วยให้เราเข้าใจแรงโน้มถ่วงและความสัมพันธ์กับฟิสิกส์ควอนตัม” บาคาร่าเว็บตรง
