သတ္တုပစ္စည်းအသစ်- ထိန်းချုပ်မှုအောက်တွင် အလင်း

"metamaterials" နှင့်ပတ်သက်သော အစီရင်ခံစာအများအပြား (အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်သည် မှုန်ဝါးလာသောကြောင့်) ကိုးကားချက်များအရ ၎င်းတို့အား ခေတ်မီနည်းပညာလောကတွင် ကြုံတွေ့နေရသော ပြဿနာများ၊ နာကျင်မှုများနှင့် ကန့်သတ်ချက်များအားလုံးကို panacea နီးပါးအဖြစ် ထင်မြင်စေသည်။ မကြာသေးမီက စိတ်ဝင်စားစရာအကောင်းဆုံး အယူအဆများသည် optical computers နှင့် virtual reality တို့နှင့်သက်ဆိုင်သည်။

ချစ်သံယောဇဥ်ရှိပါတယ် အနာဂတ်၏ ဟန်ချက်ညီသော ကွန်ပျူတာများဥပမာအနေဖြင့် Tel Aviv ရှိ Israeli TAU University မှ ကျွမ်းကျင်သူများ၏ သုတေသနကို ကိုးကားနိုင်ပါသည်။ ၎င်းတို့သည် အလင်းပြကွန်ပြူတာများဖန်တီးရန်အတွက် အသုံးပြုသင့်သည့် အလွှာပေါင်းစုံ nanomaterials များကို ဒီဇိုင်းဆွဲနေကြသည်။ တစ်ဖန်၊ Swiss Paul Scherrer Institute မှ သုတေသီများသည် စွမ်းဆောင်နိုင်သော မီလီယံသေးငယ်သော သံလိုက်များမှ အဆင့်သုံးဆင့်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုကို တည်ဆောက်ခဲ့သည်။ စုစုပေါင်းပြည်နယ်သုံးခုကို အတုယူပါ။ဥဒါဟရုဏ်အားဖြင့် ရေ။

ဘာအတွက်သုံးနိုင်သလဲ။ အစ္စရေးတွေက ဆောက်ချင်တယ်။ ဆွစ်ဇာလန်နိုင်ငံသည် ဒေတာပေးပို့ခြင်းနှင့် မှတ်တမ်းတင်ခြင်းအကြောင်း၊ ယေဘုယျအားဖြင့် spintronics အကြောင်း ပြောဆိုသည်။

ရေ၏ အနေအထားသုံးရပ်ကို တုပသည့် သေးငယ်သော သံလိုက်များဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည့် အဆင့်သုံးဆင့်ရှိသော သတ္တုပစ္စည်း။

လိုအပ်ချက်အရ Photons

စွမ်းအင်ဌာနရှိ Lawrence Berkeley အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းမှ သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ သုတေသနပြုမှုသည် သတ္တုပစ္စည်းများကိုအခြေခံ၍ optical ကွန်ပျူတာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာစေရန် ဦးတည်စေနိုင်သည်။ ၎င်းတို့သည် အချို့နေရာများတွင် အက်တမ်အထုပ်အပိုးများကို ဖမ်းယူဖမ်းယူနိုင်သည့် လေဆာဘောင်ပုံစံတစ်မျိုးကို ဖန်တီးရန် အဆိုပြုကာ တင်းကြပ်စွာ ဒီဇိုင်းထုတ်ကာ ထိန်းချုပ်ထားသည့် ဖန်တီးမှုကို ဖန်တီးရန် အဆိုပြုထားသည်။ အလင်းအခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ. ၎င်းသည် သဘာဝပုံဆောင်ခဲများနှင့် ဆင်တူသည်။ ခြားနားချက်တစ်ခုဖြင့် - ၎င်းသည် ပြီးပြည့်စုံလုနီးပါးဖြစ်ပြီး သဘာဝပစ္စည်းများတွင် အပြစ်အနာအဆာမရှိပေ။

၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့၏ "အလင်းပုံဆောင်ခဲ" ရှိ အက်တမ်အုပ်စုများ၏ အနေအထားကို တင်းတင်းကျပ်ကျပ် ထိန်းချုပ်နိုင်ရုံသာမက အခြားသော လေဆာ (အနီအောက်ရောင်ခြည် အကွာအဝေးအနီး) ကို အသုံးပြုကာ အက်တမ်တစ်ခုချင်းစီ၏ အပြုအမူကို တက်ကြွစွာ လွှမ်းမိုးနိုင်မည်ဟု သိပ္ပံပညာရှင်များက ယုံကြည်ကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့အား လိုအပ်ချက်အရ စွမ်းအင်တစ်ခု ထုတ်လွှတ်စေသည် - သလင်းကျောက်ရှိ တစ်နေရာမှ ဖယ်ထုတ်လိုက်သောအခါတွင် အခြားတစ်ခုတွင် ပိတ်မိနေသော အက်တမ်တစ်ခုအပေါ် သက်ရောက်နိုင်သော ဖိုတွန်တစ်ခုပင် ဖြစ်သည်။ ရိုးရှင်းသော သတင်းဖလှယ်မှု တစ်မျိုးဖြစ်လိမ့်မည်။

ထိန်းချုပ်ထားသောပုံစံဖြင့် ဖိုတွန်တစ်ခုကို လျင်မြန်စွာထုတ်လွှတ်နိုင်ပြီး အက်တမ်တစ်ခုမှ အခြားတစ်ခုသို့ ဆုံးရှုံးမှုအနည်းငယ်ဖြင့် ၎င်းကို ကွမ်တမ်တွက်ချက်ခြင်းအတွက် အရေးကြီးသော အချက်အလက်လုပ်ဆောင်ခြင်းအဆင့်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အလွန်ရှုပ်ထွေးသော တွက်ချက်မှုများကို လုပ်ဆောင်ရန် ထိန်းချုပ်ထားသော ဖိုတွန် array တစ်ခုလုံးကို အသုံးပြု၍ ခေတ်မီကွန်ပြူတာများထက် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ တွေးကြည့်နိုင်ပါသည်။ ပုံဆောင်ခဲအတုတွင် ထည့်သွင်းထားသော အက်တမ်များသည် တစ်နေရာမှ တစ်နေရာသို့ ခုန်ဆင်းနိုင်သည်။ ဤအခြေအနေတွင်၊ ၎င်းတို့သည် ကွမ်တမ်ကွန်ပြူတာတွင် သတင်းအချက်အလက်သယ်ဆောင်သူများ ဖြစ်လာနိုင်သည် သို့မဟုတ် ကွမ်တမ်အာရုံခံကိရိယာကို ဖန်တီးနိုင်မည်ဖြစ်သည်။

Rubidium အက်တမ်များသည် ၎င်းတို့၏ ရည်ရွယ်ချက်များအတွက် စံနမူနာဖြစ်ကြောင်း သိပ္ပံပညာရှင်များက တွေ့ရှိခဲ့သည်။ သို့သော်လည်း၊ ဘေရီယမ်၊ ကယ်လ်စီယမ် သို့မဟုတ် ဆီဆီယမ် အက်တမ်များသည် အလားတူ စွမ်းအင်အဆင့်များ ရှိသောကြောင့် ၎င်းတို့ကို အတုလေဆာပုံဆောင်ခဲဖြင့် ဖမ်းယူနိုင်သည်။ လက်တွေ့စမ်းသပ်မှုတစ်ခုတွင် အဆိုပြုထားသော metamaterial ကိုပြုလုပ်ရန်၊ သုတေသနအဖွဲ့သည် အတုပုံဆောင်ခဲပြားအတွင်း အက်တမ်အနည်းငယ်ကို ဖမ်းယူကာ စွမ်းအင်မြင့်မားသည့်အခြေအနေများအတွက် စိတ်လှုပ်ရှားနေချိန်တွင်ပင် ၎င်းတို့ကို ထိုနေရာတွင် ထားရှိရမည်ဖြစ်သည်။

အလင်းပြန်မှု ချို့ယွင်းချက်မရှိဘဲ အတုအစစ်

Metamaterials သည် နည်းပညာ၏ အခြားဖွံ့ဖြိုးဆဲနယ်ပယ်တွင် အသုံးဝင်သော application များကို ရှာဖွေနိုင်သည် ။ Virtual Reality တွင် မတူညီသော ကန့်သတ်ချက်များ များစွာရှိသည်။ ကျွန်ုပ်တို့သိထားသော optics ၏မစုံလင်မှုသည် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်သည်။ ပြီးပြည့်စုံသော optical system တစ်ခုကို တည်ဆောက်ရန်မှာ လက်တွေ့တွင် မဖြစ်နိုင်သောကြောင့်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကွဲလွဲမှုများ အမြဲရှိနေသောကြောင့် ဖြစ်သည်။ အကြောင်းအမျိုးမျိုးကြောင့် လှိုင်းပုံပျက်ခြင်း။ လုံးပတ်နှင့် chromatic ကွဲလွဲမှုများ၊ astigmatism၊ coma နှင့် များစွာသော၊ optics ၏အခြားဆိုးကျိုးများစွာကို ကျွန်ုပ်တို့သတိပြုမိပါသည်။ virtual reality sets များကို အသုံးပြုဖူးသူတိုင်း ဤဖြစ်စဉ်များကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းနိုင်ရပါမည်။ ပေါ့ပါးသော၊ အရည်အသွေးမြင့်ရုပ်ပုံများထုတ်လုပ်ရန်၊ မမြင်နိုင်သောသက်တံ (chromatic aberrations) ရှိသော VR optics များကို ဒီဇိုင်းထုတ်ရန် မဖြစ်နိုင်သလို မြင်ကွင်းကျယ်ကျယ်နှင့် စျေးသက်သာသည်။ ဤသည်မှာ အစစ်အမှန်မဟုတ်ပေ။

ထို့ကြောင့် VR ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူ Oculus နှင့် HTC တို့သည် Fresnel မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်းသည် သင့်အား သိသိသာသာအလေးချိန်လျော့နည်းစေကာ chromatic aberrations များကိုဖယ်ရှားပေးပြီး အတော်လေးနည်းသောစျေးနှုန်းကိုရနိုင်သည် (ထိုကဲ့သို့သောမှန်ဘီလူးများထုတ်လုပ်သည့်ပစ္စည်းသည်စျေးပေါသည်)။ ကံမကောင်းစွာပဲ၊ အလင်းယပ်ကွင်းများသည် w ကိုဖြစ်စေသည်။ Fresnel မှန်ဘီလူးများ ခြားနားမှု သိသိသာသာ ကျဆင်းလာခြင်းနှင့် မြင်ကွင်း၏ ခြားနားမှု မြင့်မားခြင်း (အနက်ရောင် နောက်ခံ) နေရာတွင် အထူး သိသာထင်ရှားသော အချက်မှာ centrifugal တောက်ပမှု ဖန်တီးခြင်း ဖြစ်သည်။

သို့သော် မကြာသေးမီက Federico Capasso ဦးဆောင်သော ဟားဗတ်တက္ကသိုလ်မှ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် တီထွင်နိုင်ခဲ့သည်။ သတ္တုပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ပါးလွှာသော မှန်ဘီလူး. ဖန်ပေါ်ရှိ နာနိုဖွဲ့စည်းပုံအလွှာသည် လူ့ဆံပင်ထက် (၀.၀၀၂ မီလီမီတာ) ပိုပါးသည်။ ၎င်းတွင် ပုံမှန်အားနည်းချက်များမရှိရုံသာမက စျေးကြီးသော optical စနစ်များထက် များစွာပိုမိုကောင်းမွန်သော ရုပ်ပုံအရည်အသွေးကိုလည်း ပေးစွမ်းပါသည်။

Capasso မှန်ဘီလူးသည် အလင်းကို ကွေးညွှတ်ပြီး ကွဲလွင့်နေသော ပုံမှန်ခုံးမှန်ဘီလူးများနှင့် မတူဘဲ၊ မျက်နှာပြင်မှ အဏုကြည့်မှန်ဘီလူးပေါ်တွင် ပေါက်နေသော အဏုကြည့်မှန်ဘီလူးကြောင့် အလင်းလှိုင်း၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲစေသည်။ ယင်းအထစ်တစ်ခုစီသည် အလင်းကို မတူညီစွာ အလင်းပြန်စေပြီး ၎င်း၏ ဦးတည်ရာကို ပြောင်းလဲစေသည်။ ထို့ကြောင့် ကွန်ပြူတာ ပရိုဆက်ဆာများနှင့် ဆင်တူသော နည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ ကွန်ပျူတာဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်ကာ ထုတ်လုပ်ထားသော အဆိုပါ နာနိုဖွဲ့စည်းပုံ (ပုံစံ) ကို စနစ်တကျ ဖြန့်ဝေရန် အရေးကြီးပါသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ လူသိများသော ထုတ်လုပ်ရေးလုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြု၍ ဤမှန်ဘီလူးအမျိုးအစားကို ယခင်ကကဲ့သို့ စက်ရုံများတွင် ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို sputtering အတွက်အသုံးပြုသည်။

"meta-optics" ၏နောက်ထပ်ဆန်းသစ်သောအဖြေကိုဖော်ပြရကျိုးနပ်သည်။ metamaterial hyperlensesအမေရိကန်တက္ကသိုလ် Buffalo တွင်ရိုက်ကူးခဲ့သည်။ Hyperlenses များ၏ ပထမဗားရှင်းများကို ငွေရောင်နှင့် dielectric ပစ္စည်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော်လည်း ၎င်းတို့သည် အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသော လှိုင်းအလျားအကွာအဝေးတွင်သာ အလုပ်လုပ်ပါသည်။ Buffalo သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သာမိုပလတ်စတစ်ဘူးခွံတစ်ခုတွင် ရွှေချောင်းများကို စုစည်းထားသောပုံစံကို အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။ မြင်နိုင်သောအလင်းလှိုင်းအလျားအကွာအဝေးတွင်အလုပ်လုပ်သည်။ သုတေသီများသည် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ endoscope ကို အသုံးပြု၍ ဖြေရှင်းချက်အသစ်မှ ထွက်ပေါ်လာသော ကြည်လင်ပြတ်သားမှု တိုးလာမှုကို ဥပမာအဖြစ် သရုပ်ဖော်သည်။ ၎င်းသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 10 nanometers အထိ အရာဝတ္ထုများကို မှတ်မိနိုင်ပြီး hyperlenses တပ်ဆင်ပြီးနောက်၊ ၎င်းသည် 250 nanometers အထိ "ကျဆင်းသွားသည်"။ ဒီဇိုင်းသည် လှိုင်းပုံပျက်ခြင်းအစား နောက်ဆက်တွဲ optical ကိရိယာများတွင် မှတ်တမ်းတင်နိုင်သော လှိုင်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည့် အလင်းပြောင်းစနစ်များ၏ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးသည့် အသွင်ကူးပြောင်းမှုပြဿနာကို ကျော်လွှားနိုင်စေသည့် အသွင်အပြင်ဖြစ်သည်။

Nature Communications ၏ထုတ်ဝေမှုအရ၊ ဤနည်းလမ်းကို ဆေးပညာမှသည် မော်လီကျူးတစ်ခုတည်းလေ့လာသုံးသပ်ခြင်းအထိ နယ်ပယ်များစွာတွင် အသုံးပြုနိုင်သည်။ သတ္တုပစ္စည်းများအပေါ်အခြေခံ၍ ကွန်ကရစ်ပစ္စည်းများကိုစောင့်ဆိုင်းရန်သင့်လျော်သည်။ ၎င်းတို့သည် နောက်ဆုံးတွင် စစ်မှန်သောအောင်မြင်မှုကို ရရှိရန် virtual reality ကို ခွင့်ပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ "အလင်းပြကွန်ပျူတာများ" နှင့် ပတ်သက်၍ ၎င်းတို့သည် အလှမ်းဝေးပြီး မရေမတွက်နိုင်သော အလားအလာများ ရှိနေသေးသည်။ သို့​သော်​ ဘယ်​အရာမှ ဖယ်​ရှားနိုင်​သည်​...