ทีมที่นำโดยนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยนอตติงแฮม สหราชอาณาจักรได้สร้างกับดักแมกนีโต-ออปติคอล (MOT) ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติซึ่งสามารถจับอะตอมของรูบิเดียมได้มากกว่า 2 × 10 8อะตอมที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียงเศษเสี้ยว การสาธิตแสดงให้เห็นว่าการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเรียกอย่างเป็นทางการว่าการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (AM) สามารถตอบสนองความต้องการของการทดลองอะตอมเย็น
ที่มีความแม่นยำสูง
ซึ่งอาจเป็นการปูทางสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมแบบพกพาที่ใช้เทคโนโลยีนี้ จุดเริ่มต้นของการทดลองอะตอมเย็นคือการดักจับและทำให้อะตอมเย็นลงให้ได้มากที่สุดในพื้นที่ที่เล็กที่สุด เมื่อทำสำเร็จแล้ว ก็จะมีความเป็นไปได้ที่จะศึกษาพฤติกรรมควอนตัมของอะตอม ซึ่งสังเกตได้ที่อุณหภูมิต่ำมากเท่านั้น
จากนั้นพฤติกรรมนี้จะถูกควบคุมเพื่อสร้างอุปกรณ์การวัดที่แม่นยำที่สุดในโลก รวมถึงนาฬิกาอะตอม MOT เป็นองค์ประกอบสำคัญในกระบวนการนี้ โดยนำแสงเลเซอร์และสนามแม่เหล็กมารวมกันซึ่งทำให้อะตอมเคลื่อนที่ช้าลงและตรึงให้อยู่กับที่ การผลิตสารเติมแต่งสำหรับระบบออปติกในการสร้าง MOT
พิมพ์ 3 มิติของพวกเขา ซึ่งพวกเขาอธิบายไว้ใน PRX Quantumนักวิจัยของน็อตติงแฮมได้ทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่บริษัทที่ปรึกษาด้าน AM ผู้เชี่ยวชาญ กระบวนการเริ่มต้นด้วยการออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์เช่นที่แสดงด้านล่าง จากนั้นการออกแบบจะเปลี่ยนเป็นชุดคำสั่งที่เครื่องพิมพ์
การออกแบบใหม่ประกอบด้วยองค์ประกอบ AM หลายอย่าง รวมถึงตัวยึดที่นำแสงเลเซอร์ไปยังห้องสุญญากาศที่มีอะตอมอย่างแม่นยำ (ดูภาพ) ตัวห้องสุญญากาศนั้นสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิค AM ซึ่งช่วยในการดักจับอะตอมเพิ่มเติมเนื่องจากช่วยให้สามารถควบคุมทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ยึดอะตอมไว้
ได้อย่างระมัดระวัง ห้องสุญญากาศที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคนี้มีมวลเพียง 245 กรัม เมื่อเทียบกับห้องสุญญากาศทั่วไปที่มีน้ำหนักมากถึง 1 กิโลกรัม ทำให้เป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานแบบพกพานอกเหนือจากในห้องปฏิบัติการ พวกเขายังผลิตได้รวดเร็วอีกด้วย หมายความว่าเวลาการส่งมอบที่ยาวนาน
สำหรับการออกแบบ
ที่เชี่ยวชาญสูงอาจกลายเป็นอดีตไปแล้ว นอกจากการทำให้ส่วนประกอบมีขนาดเล็กลงและเบาลงแล้ว กระบวนการ AM ยังนำเสนอความสามารถใหม่ๆ อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ตำแหน่งของแสงเลเซอร์ถูกควบคุมและควบคุมผ่านหน่วยที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปีและอุปกรณ์กระจายพลังงาน เมาท์ AM
แบบไม่ต้องปรับค่าในยูนิตนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถใส่อุปกรณ์ออปติคัลลงในช่องที่จัดตำแหน่งไว้ล่วงหน้าได้ แทนที่จะต้องปรับแต่งการตั้งค่าอย่างละเอียดด้วยตนเอง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ใครก็ตามที่ใช้เวลาอยู่ในห้องแล็บเพื่อจัดตำแหน่งส่วนประกอบออปติคัลอย่างละเอียดจะได้รับการต้อนรับ
ความท้าทายใหญ่ประการหนึ่งในการสร้างระบบออพติคอลคือการทำให้มั่นใจว่าระบบมีความเสถียรและแสงเลเซอร์ยังคงอยู่ในแนวเดียวกัน การออกแบบ AM ใหม่ช่วยแก้ปัญหานี้ด้วยการลดจำนวนครั้งที่แสงสะท้อนก่อนที่จะเข้าสู่ห้องสุญญากาศ เมื่อสะท้อนแสงน้อยลง ตำแหน่งของลำแสงมีโอกาสเบี่ยงเบน
น้อยลงและไปไม่ถึงห้องสุญญากาศ ข้อดีอีกประการของวิธี AM คือการออกแบบมีวัสดุเพียงพอที่จะยึดส่วนประกอบให้เข้าที่ ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของระบบในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้เย็นพอที่จะทำการทดลองได้ใช้เพื่อสร้างวัตถุทางกายภาพทีละชั้น ส่วนประกอบที่พิมพ์ออกมาจึงได้รับประโยชน์
ภายในห้องยังมีความก้าวหน้า ในขณะที่การออกแบบ MOT แบบดั้งเดิมสร้างสนามแม่เหล็กโดยการไหลของกระแสผ่านขดลวด โดยใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง ทีมงานของ แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะดักจับอะตอมด้วยชุดแม่เหล็กถาวรแทน ยืมเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาฟิสิกส์ทางการแพทย์
สำหรับเครื่อง MRI พวกเขาสร้างสนามแม่เหล็กที่จำเป็นโดยการปรับโครงร่างของแม่เหล็กให้เหมาะสม
ประสิทธิภาพของระบบและแนวโน้ม จากการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมทางคณิตศาสตร์ ทำให้มีขนาดเล็กและเบากว่าส่วนประกอบที่ผลิตตามธรรมเนียม “แนวทางของเราช่วยให้สามารถสร้างระบบออปติก
ที่ซับซ้อนได้
อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความเสถียรในระยะยาวด้วย”สมาชิกในทีมและนักศึกษาปริญญาเอก กล่าว เธอเสริมว่าเทคโนโลยี AM มีขอบเขตที่กว้างขึ้นสำหรับการย่อขนาดและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบในอนาคต ด้วยกลยุทธ์ที่เป็นไปได้ซึ่งรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพ
การสร้างสนามแม่เหล็กเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความสามารถในการดักจับและระบบอัตโนมัติของระบบอิเล็กทรอนิกส์ กล่าวว่า “การพิมพ์ 3 มิติได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากช่วยให้สามารถใช้งานการออกแบบอัจฉริยะและการปรับปรุงตามอัลกอริทึมได้โดยตรง “ในอนาคต
ศึกษามีเธนโดยใช้สเปกโทรสโกปีแบบออปติก เราอยู่เหนืออุณหภูมิวิกฤติมากเมื่อเราลดแรงดันลงเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้น เราพบว่าความถี่การสั่นและลักษณะทางสเปกตรัมอื่นๆ เปลี่ยนไปในทันทีทันใดคุณสมบัติเปลี่ยนจากคุณสมบัติที่คาดหวังจากของเหลวแข็ง
(ถูกควบคุมโดยแรงผลักระหว่างอนุภาคที่ถูกบังคับให้อยู่ใกล้กันมากกว่าการแยกตัวออกจากกันในสภาวะสมดุล) ไปเป็นคุณสมบัติที่คาดหวังจากตัวอย่างคล้ายก๊าซ (ซึ่งแรงแวนเดอร์วาลส์ที่น่าดึงดูดใจระหว่างอนุภาคครอบงำ) การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงเหล่านี้บ่งชี้ว่าเราได้ข้ามเส้น และเปลี่ยนจากสถานะของเหลว
แข็งเป็นสถานะก๊าซ จากนั้นคอมพิวเตอร์ก็พัง เราสูญเสียข้อมูลของเรา โชคดีที่เราสามารถทำการทดลองซ้ำและยืนยันการค้นพบของเรา ให้ข้ามเส้นที่อยู่เหนือเส้น จุดวิกฤตการติดตั้งควอนตัมออปติกหรือห้องสุญญากาศสามารถใช้เพื่อสร้างมาตรฐานใหม่โดยใช้เทคโนโลยี AM ของเรา”
credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com
