บาคาร่าเว็บตรง ลายเซ็นที่สี่ใน cuprates จับลายเซ็นที่สี่ใน cuprates ซึ่งกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง นักวิจัยในสหรัฐอเมริการายงานว่าพวกเขาได้สังเกตเห็นสิ่งที่เรียกว่า “ลายเซ็นที่สี่” ของการเปลี่ยนเฟสตัวนำยิ่งยวดในวัสดุที่เรียกว่า cuprates ผลลัพธ์ที่ได้ผ่านสเปกโทรสโกปี photoemission ของ cuprate ที่เรียกว่า Bi2212 สามารถทำให้แสงที่สดใสเกี่ยวกับวิธีการที่วัสดุเหล่านี้
ซึ่งนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิ 77 K
หรือสูงกว่านั้นเปลี่ยนเป็นสถานะตัวนำยิ่งยวด การเปลี่ยนแปลงของตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นเมื่อวัสดุสูญเสียความต้านทานทั้งหมดต่อกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตที่แน่นอนT c ที่อุณหภูมินี้ วัสดุจำนวนมากจะแสดง “ลักษณะเฉพาะ” สี่ลักษณะ ได้แก่ ไฟฟ้า แม่เหล็ก เทอร์โมไดนามิกส์ และสเปกโตรสโกปี ซึ่งบ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงได้เกิดขึ้นแล้ว ลายเซ็นไฟฟ้าคือการพัฒนาความต้านทานเป็นศูนย์ ลายเซ็นแม่เหล็กคือจุดเริ่มต้นของเอฟเฟกต์ Meissner นั่นคือวัสดุขับไล่สนามแม่เหล็ก และเอกลักษณ์ทางอุณหพลศาสตร์ก็คือความจุความร้อนของวัสดุ (ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิด้วยค่าที่กำหนด) แสดงถึงความผิดปกติที่โดดเด่น
ตามทฤษฎีทั่วไปของตัวนำยิ่งยวด (เรียกว่าทฤษฎี BCS หลังจากชื่อย่อของผู้เขียน) ลายเซ็นที่สี่คืออิเล็กตรอนในวัสดุเอาชนะแรงผลักซึ่งกันและกันและรวมตัวกันสร้างสิ่งที่เรียกว่าคู่คูเปอร์ที่เดินทางโดยไม่มีข้อ จำกัด การแสดงลักษณะทางสเปกโตรสโกปีของลายเซ็นนี้คือการเปิดช่องว่างในสเปกตรัมการปล่อยแสงของวัสดุที่T c ช่องว่างนี้ทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดประเภทของตัวนำยิ่งยวดที่มีอยู่
อย่างไรก็ตาม ทฤษฎี BCS ไม่ได้นำไปใช้กับ Cuprates อย่างตรงไปตรงมา ในวัสดุเหล่านี้ ซึ่งเป็นคอปเปอร์ออกไซด์ที่มีสารเจือสูง อิเล็กตรอนจะจับคู่กันใน “ช่องคลื่น d” ที่แปลกใหม่ แทนที่จะเป็น “คลื่น s” ปกติ อีกประการหนึ่งคืออิเล็กตรอนใน cuprates แหวกแนวเหล่านี้อาจจับคู่กันที่อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้นเพื่อควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก ดังนั้นจึงเป็นเพียงที่อุณหภูมิที่สองนี้เท่านั้นที่วัสดุจะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด
การแสดงลักษณะพฤติกรรมของอิเล็กตรอน นักวิจัยที่นำโดยZhi-Xun Shenจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ SLACได้ระบุลายเซ็นที่สี่นี้โดยใช้การวัดที่มีความละเอียดสูงโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปีเปล่งแสงแบบแก้ไขมุม (ARPES)
ในวิธีการที่ใช้เลเซอร์หรือซินโครตรอน
สำหรับการศึกษาโครงสร้างแถบอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุที่เป็นของแข็ง โฟตอนที่มีพลังงานเพียงพอในการขับอิเล็กตรอนออกจากวัสดุจะถูกยิงไปที่ตัวอย่าง จากนั้นวัดพลังงานและโมเมนต์ของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่างนี้ โดยเผยให้เห็นโครงสร้างของแถบอิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของพลังงานและโมเมนตัมของอิเล็กตรอนภายใน นักวิจัยสามารถระบุลักษณะการทำงานของอิเล็กตรอนได้โดยการวัดค่าพารามิเตอร์เหล่านี้
Shen นักศึกษาปริญญาเอก Suidi Chen (ปัจจุบันเป็นนักศึกษาดุษฎีบัณฑิตที่ University of California, Berkeley) และเพื่อนร่วมงานยืนยันว่าอิเล็กตรอนในวัสดุ cuprate ที่พวกเขาศึกษา Bi2212 จับคู่กันที่ประมาณ 120 K “ด้วยอุณหภูมิที่ลดลงอีกเรา พบว่าสัญญาณ ARPES ภายในช่องว่างพลังงานที่มีอยู่แล้ว ซึ่งเปิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นใกล้ 120 K แสดงให้เห็นการลดลงอย่างรวดเร็วที่สุดใน 77 K” Shen กล่าวกับ Physics World เขาเสริมว่า “คืออุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดที่กำหนดโดยการวัดความไวของแม่เหล็กในผลึกเดียวกันกับที่เราศึกษา”
Carolina Parra ในห้องปฏิบัติการกับเพื่อนร่วมงานสองคน ตัวนำยิ่งยวดเข้าสู่มิติใหม่ ที่สำคัญ การประมาณค่าเอนโทรปีที่ระบุโดยความเข้มของสเปกตรัมภายในช่องว่างทำให้เกิดความผิดปกติที่คล้ายกันที่T cเหมือนกับที่นักวิจัยสังเกตเห็นในความร้อนจำเพาะของวัสดุ Shen กล่าวเสริม สิ่งนี้ตอกย้ำ “ขั้นตอนที่สอง” ในการเปลี่ยนแปลงและลายเซ็นที่สี่ของตัวนำยิ่งยวดจำนวนมาก
ระเบียบวิธีวิจัยที่พัฒนาขึ้นในงานนี้ ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในวิทยาศาสตร์อาจถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการเปลี่ยนเฟสและผลกระทบจากสหสัมพันธ์ในระบบใหม่อื่นๆ ในขณะนี้ นักวิจัยหวังว่าจะค้นพบกลไกด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่กำหนดระดับอุณหภูมิทั้งสองในถ้วยแก้ว “ความรู้นี้ในที่สุดจะช่วยให้เราสร้างตัวนำยิ่งยวดที่ดีขึ้นในอนาคต” Shen กล่าว
ระบบของทีมไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ใช้ลูปใยแก้ว
นำแสงที่เปลี่ยนความถี่เพื่อแปลงสัญญาณความถี่วิทยุเป็นความถี่ออปติคัล สามารถคำนวณฟังก์ชัน cross-correlation ได้พร้อมกันสำหรับช่วงเวลาหน่วงเวลา 200 ช่วง ซึ่งมากกว่าระบบโฟโตนิกรุ่นก่อนๆ มากมาย ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เทคนิคนี้เพื่อค้นหาสัญญาณที่ขึ้นกับเวลาได้
นอกจากนี้ ขั้นตอนการหน่วงเวลาของแพลตฟอร์มยังสามารถปรับเปลี่ยนตามลำดับความสำคัญได้หลายระดับ ตั้งแต่นาโนวินาทีไปจนถึงพิโควินาที ซึ่งหมายความว่าสามารถประมวลผลความถี่วิทยุตั้งแต่เมกะเฮิรตซ์ไปจนถึงหลายกิกะเฮิรตซ์ได้
เมื่อฟังก์ชัน cross-correlation ตามที่คำนวณแล้ว ฟังก์ชันจะถูกแปลงเป็นรูปแบบดิจิทัลเพื่อการประมวลผลต่อไป เมื่อทำการทดสอบ ระบบสามารถค้นหาเครื่องส่งคลื่นความถี่วิทยุที่ระยะห่าง 1 เมตรจากเสาอากาศรับสัญญาณสองตัวที่มีความแม่นยำประมาณ 3 มม.
ระบบอาจมีการใช้งานที่สำคัญในด้านดาราศาสตร์โดยอนุญาตให้นักวิจัยเชื่อมโยงสัญญาณที่มีความสัมพันธ์กันซึ่งตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายตัวในแบบเรียลไทม์ ทีมงานกำลังวางแผนที่จะใช้เสาอากาศสองเสาเพื่อจับสัญญาณกิกะเฮิรตซ์ที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ แล้วเชื่อมโยงข้ามสัญญาณเพื่อสร้างภาพคลื่นความถี่วิทยุของดวงอาทิตย์
จากการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติม ทีมงานหวังว่าแพลตฟอร์มโฟโตนิกของพวกเขาจะเชื่อมโยงสัญญาณจากเสาอากาศสามเสาขึ้นไปในคราวเดียว ซึ่งช่วยให้สามารถโลคัลไลเซชันเครื่องปล่อยสัญญาณ 3 มิติได้ เช่น โทรศัพท์มือถือ แท็กติดตาม และเครื่องรบกวนสัญญาณ
วิธีการใหม่ในการผลิตไอโซโทปรังสีทางการแพทย์ได้ผ่านขั้นตอนแรกไปแล้ว โดยการเปิดเผยเป้าหมายไปยังลำอิเล็กตรอนที่ความหนาแน่นของพลังงานหลายระดับที่สูงกว่าที่พบในแกนกลางของดวงอาทิตย์ ความสำเร็จนี้ปูทางไปสู่วิธีการผลิตไอโซโทปรังสีทางเลือกโดยใช้เครื่องเร่งอิเล็กตรอนที่ไม่ต้องการยูเรเนียมเสริมสมรรถนะและผลิตกากนิวเคลียร์เพียงเล็กน้อย
ไอโซโทปรังสีทางการแพทย์
Technetium-99m ( 99m Tc) เป็นกัมมันตภาพรังสีที่แพร่กระจายได้ซึ่งปล่อยรังสีแกมมาซึ่งสามารถตรวจพบในร่างกายได้ด้วยกล้องรังสีแกมมาทางการแพทย์ ใช้ในกระบวนการวินิจฉัยหลายสิบล้านครั้งต่อปี ทำให้เป็นไอโซโทปรังสีทางการแพทย์ที่ใช้กันมากที่สุดในโลก 99m Tc เกิดขึ้นจากการสลายตัวของนิวไคลด์โมลิบดีนัม-99 ( 99 Mo) แม่ของมันซึ่งมาจากผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่สร้างขึ้นในเป้าหมายยูเรเนียม-235 ที่ฉายรังสีนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ บาคาร่าเว็บตรง
