นักวิจัยในเยอรมนีได้สร้างแพลตฟอร์มใหม่สำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ควอนตัมโดยตระหนักถึงจุดเชื่อมต่อของโจเซฟสันในก๊าซ 2D Fermi ที่เย็นจัด โครงสร้างนี้ ซึ่งมีอะตอมของเฟอร์มิโอนิกลิเธียม (Li) ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุโมงค์ศูนย์สัมบูรณ์ข้ามผ่านกำแพงพลังงาน แสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมควอนตัมที่สัมพันธ์กันอย่างมากรวมถึงมิติที่ลดลง ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในวัสดุ
ที่ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิ สูงกว่า 73 K.
โลกสามมิติในชีวิตประจำวันประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานสองประเภท: เฟอร์มิออนและโบซอน Fermions เช่นอิเล็กตรอน ปฏิบัติตามหลักการกีดกันของ Pauli ซึ่งหมายความว่าไม่มี Fermion สองตัวใดที่สามารถครอบครองสถานะควอนตัมเดียวกันได้ แนวโน้มที่จะหลีกเลี่ยงซึ่งกันและกันนี้เป็นหัวใจสำคัญของปรากฏการณ์ต่างๆ รวมถึงโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ความเสถียรของดาวนิวตรอน และความแตกต่างระหว่างโลหะ (ซึ่งนำกระแสไฟฟ้า) และฉนวน (ซึ่งไม่มี) ในทางกลับกัน โบซอน เช่น โฟตอน มีแนวโน้มที่จะรวมกลุ่มกัน ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่รวมกลุ่มกันซึ่งก่อให้เกิดพฤติกรรมของไหลยิ่งยวดและตัวนำยิ่งยวดเมื่อโบซอนจำนวนมากอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกัน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยประสบความสำเร็จในการเกลี้ยกล่อมพฤติกรรมซุปเปอร์ฟลูอิดคล้ายโบซอนจากเฟอร์มิออนเย็นมาก อย่างไรก็ตาม จนถึงปี 2018 ซูเปอร์ฟลูอิดของเฟอร์มิโอนิกดังกล่าวไม่เคยพบเห็นในรูปแบบสองมิติมาก่อน
การสั่นของโจเซฟสันในงานใหม่ของพวกเขาNiclas Luickและเพื่อนร่วมงานใน กลุ่มของ Henning Moritzที่มหาวิทยาลัยฮัมบูร์กเริ่มต้นด้วยการทำให้ก๊าซ 2D เย็นลง6อะตอมของ Li มีอุณหภูมิเท่ากับนาโนเคลวินสองสามสิบ ซึ่งทำให้ก๊าซมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตสำหรับของเหลวยิ่งยวด จากนั้นพวกเขาฉายแสงเลเซอร์ที่โฟกัสแน่นไปยังก๊าซ
โดยแยกออกเป็นสองอ่างเก็บน้ำโดยคั่นด้วยกำแพงแคบ
โครงสร้างที่ได้นั้นคล้ายคลึงกับทางแยกของโจเซฟสันทั่วไป ซึ่งโดยทั่วไปจะทำโดยการประกบชั้นบางๆ ของวัสดุที่ไม่เป็นตัวนำยิ่งยวดระหว่างวัสดุตัวนำยิ่งยวดสองชั้น ได้รับการตั้งชื่อตาม Brian Josephson ผู้ทำนายในปี 2505 ว่าอิเล็กตรอนตัวนำยิ่งยวดคู่หนึ่งสามารถ “อุโมงค์” จากตัวนำยิ่งยวดหนึ่งไปยังอีกทางหนึ่งผ่านสิ่งกีดขวางที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวด
นักวิจัยในฮัมบูร์กได้สังเกตเห็นสิ่งที่เรียกว่าการสั่นของโจเซฟสันเนื่องจากอนุภาคในระบบของพวกมันจะลอดอุโมงค์ไปมาระหว่างสองด้านของทางแยกอย่างสอดคล้องกัน “น่าแปลกที่กระแสอนุภาคนี้ไม่ต้องการความต่างศักย์ แต่สามารถขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของเฟสระหว่างก๊าซ 2D Fermi ที่จับคู่กัน” Luick อธิบาย “นี่เป็นหลักฐานที่แน่ชัดว่าก๊าซของเรานั้นเป็นของไหลมากเกินจริง”
เครื่องมือในการศึกษา superfluids 2D ที่มีความสัมพันธ์อย่างยิ่ง
ทีมงานยังแสดงให้เห็นว่าการแกว่งของโจเซฟสันที่พวกเขาสังเกตเห็นสามารถใช้วัดความสัมพันธ์เฟสปัจจุบันของทางแยกได้ จากสิ่งนี้ พวกเขาแยกส่วนคอนเดนเสทของก๊าซ 2D Fermi ออก นั่นคือจำนวนเฟอร์มิออนที่อยู่ในสถานะควอนตัมต่ำสุด ซึ่งเกิดปรากฏการณ์ควอนตัม
ก๊าซ 2D Fermi ที่เป็นเนื้อเดียวกันถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ”การวัดของเราแสดงให้เห็นว่ารอยต่อของโจเซฟสันสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการศึกษาคุณสมบัติพื้นฐานของซุปเปอร์ฟลูอิด 2 มิติที่มีความสัมพันธ์อย่างมาก” ลูอิคกล่าวกับPhysics World “เครื่องมือดังกล่าวสามารถให้พื้นฐานสำหรับการทดลองในอนาคตเพื่อให้เข้าใจถึงตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงได้ดียิ่งขึ้น”
นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในScienceกล่าวว่า
ตอนนี้พวกเขาสนใจที่จะศึกษาว่าซุปเปอร์ฟลูอิดที่มีความสัมพันธ์กันอย่างมากมีวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อมิติของระบบถูกปรับจาก 3D เป็น 2D พวกเขาหวังว่าการวัดเหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจถึงบทบาทของมิติที่ลดลงในความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงได้ดียิ่งขึ้น
งานแรกบนเส้นทางสู่การนำโปรตอน FLASH ไปใช้นั้น Diffenderfer อธิบายว่ากำลังลดความไม่แน่นอนเนื่องจากการส่งลำแสงและการวางตำแหน่ง สำหรับการทดลอง นักวิจัยของเพนน์ใช้ระบบที่ใช้ไซโคลตรอนในห้องวิจัยโปรตอนโดยเฉพาะ โดยมีแพลตฟอร์มการวิจัยรังสีจากสัตว์ขนาดเล็ก (SARRP) บนรางที่เลื่อนเข้าและออกจากลำโปรตอน พวกเขาพัฒนาระบบการประกันคุณภาพที่ยืนยันความสามารถในการทำซ้ำการจัดตำแหน่งระหว่าง SAARP และไอโซเซ็นเตอร์ของลำแสงโปรตอนได้ดีกว่า 1 มม.
สำหรับ FLASH Diffenderfer อธิบายว่าควรพิจารณาประสิทธิภาพของการขนส่งด้วยลำแสงเป็นสิ่งสำคัญ ระบบทางคลินิกส่วนใหญ่ใช้ไซโคลตรอนที่ผลิตพลังงานลำแสงคงที่ ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการสกัด การสูญเสียลำแสงที่สำคัญเกิดขึ้นภายในตัวย่อยสลายที่ใช้ในการเลือกพลังงานลำแสงโปรตอน โดยมีการสูญเสียเพิ่มเติมในระบบขนส่งและหัวฉีดบำบัด และการกระจายลำแสงเพื่อเพิ่มขนาดสนามยังช่วยลดความเข้มของแสง
ดังนั้นเพื่อใช้ประโยชน์จากลำแสงให้ได้มากที่สุด ทีมงานจึงใช้ระบบการกระจายสองครั้งเพื่อเพิ่มขนาดสนามอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สร้างโปรไฟล์ลำแสงแบนที่สามารถจัดชิดกับขนาดสนามประมาณ 2.5 ซม. ซึ่งนักวิจัยใช้สำหรับการทดลอง FLASH ของสัตว์เล็กในร่างกาย พวกเขายังพัฒนาตัวกรองสันที่สร้างยอดแบร็กที่แผ่ออกได้เร็วพอที่จะรักษาการส่งแฟลช
เป้าหมายที่สองของนักวิจัยคือการลดความไม่แน่นอนเนื่องจากการวัดปริมาณรังสีที่อัตราปริมาณรังสีสูง พวกเขาตรวจสอบห้อง PTW Advanced Markus ที่พวกเขาใช้สำหรับการวัดปริมาณรังสีโปรตอน FLASH โดยเปรียบเทียบกับถ้วยฟาราเดย์ (ซึ่งไม่ขึ้นกับอัตราปริมาณรังสี) ผลการศึกษาพบว่าอัตราส่วนของการวัดมีความสม่ำเสมอกับอัตราปริมาณรังสี
เป้าหมายที่สามของพวกเขาคือการลดความไม่แน่นอนอันเนื่องมาจากความผันแปรของอัตรายา กระแสของลำแสงโปรตอนจากไซโคลตรอนจะแปรผันเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งแปลว่าความแปรผันของอัตราปริมาณรังสีเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อวัดสิ่งนี้ Diffenderfer และเพื่อนร่วมงานใช้ตัวนับแกมมาพร้อมท์เพื่อตรวจสอบความผันแปรของอัตราปริมาณรังสีภายในลำแสงระหว่างการทดลองและสัมพันธ์กับผลกระทบทางชีวภาพที่วัดได้ “เราตัดสินใจใช้ระบบควบคุมลำแสงขนาดคงที่ แทนที่จะใช้ระบบนำส่งตามเวลาที่กำหนด เพื่อรักษาปริมาณยาที่สม่ำเสมอในการทดลองทั้งหมด” เขากล่าว
Credit : 20mglevitrageneric.info altdotcountry.net angrybunni.org audiocdripper.net austinmasonry.net
