บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยสร้างคอนเดนเสทโพลาริตัน ทำงานหนัก: Dario Ballarini (ซ้าย), Vincenzo Ardizzone (กลาง) และ Daniele Sanvitto ในห้องแล็บของพวกเขา สถานะที่ถูกผูกไว้ในคอนตินิวอัม (BIC) เป็นสถานะทอพอโลยีที่มีการป้องกันสมมาตรซึ่งแม้จะอยู่ในสเปกตรัมการแผ่รังสีคอนตินิวอัมของระบบ แต่ก็ไม่สามารถแผ่รังสีในสนามไกลได้ เมื่อได้รับการสนับสนุนโดยคริสตัลโฟโตนิก
จะมีลักษณะเฉพาะตามอายุขัยที่ไม่สิ้นสุด
และความสามารถที่โดดเด่นในการปรับปรุงเอฟเฟกต์ที่ไม่เป็นเชิงเส้น ตอนนี้ นักวิจัยในอิตาลี สหรัฐอเมริกา และฝรั่งเศสได้ใช้คุณสมบัติเหล่านี้เพื่อแสดงให้เห็นถึงการควบแน่นของโพลาริตันของโบส-ไอน์สไตน์ในท่อนำคลื่นระนาบ ซึ่งบ่อควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์จะเชื่อมต่อกับ BIC อย่างแน่นหนา เกณฑ์การกระตุ้นที่ต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งของระบบแสดงให้เห็นถึงสัญญา
สำหรับการสร้างวงจรออปติคัลที่มีความสำคัญกับแสงแบบไฮบริด
ที่ผสานรวมเข้ากับระบบประมวลผลข้อมูลควอนตัมได้อย่างง่ายดาย การศึกษาฉบับสมบูรณ์ได้อธิบายไว้ในธรรมชาติ การผสมพันธุ์ของแสงและสสาร
เนื่องจากธรรมชาติของโบโซนิก exciton-polaritons (quasiparticles ที่ทำจากโฟตอนควบคู่กับคู่อิเล็กตรอน-hole) สามารถเกิดการควบแน่นแบบ Bose-Einstein ซึ่งจำนวนโพลาริตันจำนวนมหภาคควบแน่นเป็นสถานะควอนตัมพลังงานต่ำสุด แสงที่ปล่อยออกมาจากระบบดังกล่าวจะเลียนแบบการปล่อยเลเซอร์และคอนเดนเสทของโพลาริตันจึงบางครั้งเรียกว่า “เลเซอร์โพลาริตัน” ระบบเหล่านี้ยังมีการใช้งานที่สำคัญในการคำนวณควอนตัมและอุปกรณ์ออปติคัลทั้งหมด
ต้องใช้ความหนาแน่นของอนุภาคสูงมาก
เพื่อสร้างคอนเดนเสทดังกล่าว ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจะรับรู้ได้ในโพรงขนาดเล็กเชิงแสงคุณภาพสูงที่มีเวลากักโฟตอนนาน อย่างไรก็ตาม microcavities เหล่านี้ต้องการกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนและไม่สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างง่ายดาย เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการแสดงท่อนำคลื่นแบบระนาบเพื่อเป็นทางเลือกแทนโพรงขนาดเล็กเพื่อรองรับการกักขังโพลาริตันที่เพิ่มขึ้นและการปรับแต่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างโพลาริตันกับโพลาริตอนได้ง่าย รวมถึงการผนวกรวมที่ง่ายกว่า
ในการศึกษานี้Vincenzo Ardizzoneนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ CNR-Nanotec ในเมือง Lecce และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบและสร้างท่อนำคลื่นระนาบที่รองรับ BIC ที่มี linewidth เป็นศูนย์ (เช่น อายุการใช้งานที่ไม่จำกัด) ท่อนำคลื่นเป็นโครงสร้างแบบชั้นที่ประกอบด้วยชั้นบ่อควอนตัมของแกลเลียมอาร์เซไนด์ 12 ชั้นคั่นด้วยแผงกั้นอะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ โดยมีตะแกรง 1 มิติฝังอยู่ในห้าชั้นบนสุด ค่าคงที่ตะแกรงตะแกรงได้รับเลือกเพื่อให้สถานะ BIC สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงแบบตื่นเต้นของหลุมควอนตัม สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งระหว่างแสงและสสาร ทำให้เกิด exciton-polaritons ที่เนื่องจากการมีอยู่ของ BIC นั้นถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นอย่างมากภายในตะแกรงและมี linewidth ที่แคบอย่างไม่สิ้นสุด
ลดเกณฑ์
โดยใช้พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงเพื่อกระตุ้นท่อนำคลื่น นักวิจัยได้สาธิตการควบแน่นของโพลาริตันของโบส-ไอน์สไตน์ นี่เป็นหลักฐานโดยการปรากฏตัวของการแผ่รังสีสองยอดที่ขอบของ BIC ในพื้นที่โมเมนตัม การเพิ่มความเข้มของการปล่อยก๊าซที่ไม่เป็นเชิงเส้น ความกว้างของเส้นที่แคบลง – และ blueshift – โดยเอฟเฟกต์สามอย่างหลังเป็นรอยนิ้วมือของการควบแน่นของโพลาริตัน
พบเห็นโพลาริทันผิวผีเป็นครั้งแรก
เกณฑ์การกระตุ้นด้วยเลเซอร์ที่ 3 µJ/cm2 ต่ำกว่าที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้อย่างมากสำหรับทั้งเลเซอร์โฟตอนและโพลาริตัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการควบแน่นของโพลาริตันเป็นไปไม่ได้ในโครงสร้างที่คล้ายกันซึ่งไม่มี BIC ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องอำนวยความสะดวกในการสร้างประชากรโพลาริตันให้เพียงพอ
ความคิดเชิงทอพอโลยี
นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติเชิงทอพอโลยีของ BIC แสดงโดยขั้วทั้งด้านล่างและเหนือเกณฑ์การกระตุ้นการควบแน่น โดยการวัดโพลาไรเซชันของการแผ่รังสี พวกเขาแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของกระแสน้ำวนแบบโพลาไรซ์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับประจุทอพอโลยีของระบบในทั้งสองระบอบ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมาก เนื่องจากแสดงให้เห็นว่าสามารถถ่ายโอนประจุเชิงทอพอโลยีของ BIC ไปยังคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มทางเลือกสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับระบบทอพอโลยี
ในการศึกษานี้ Khandelwal และเพื่อนร่วมงานใช้18 F-FDG PET/CT เพื่อประเมินกิจกรรมการเผาผลาญของรอยโรคในปอด และประเมินผลของการรักษาด้วยสเตียรอยด์และยาต้านการพังผืด พวกเขาทำการสแกนพื้นฐานเพื่อประเมินกิจกรรมการอักเสบที่ตกค้างในปอดของผู้ป่วย 25 รายที่เป็นโรคปอดหลังโควิด-19 ผู้ที่มีอาการอักเสบจะได้รับการรักษาด้วยสเตียรอยด์และยาต้านไฟโบรติก โดยมีการติดตามผล18 F-FDG PET/CT scan ในอีก 6 ถึง 12 สัปดาห์ต่อมาเพื่อประเมินการตอบสนองต่อการรักษา การรักษาแบบกำหนดเป้าหมายจะแนะนำการฉายรังสีโดยตรงไปยังเนื้องอกในตับอ่อน
ผู้ป่วยทุกรายในขั้นต้นพบรอยโรคที่เกิดจากการเผาผลาญในปอดทั้งสองข้าง โดย 13 รายมีต่อมน้ำหลืองทางเมตาบอลิซึมที่มีเมตาบอลิซึมเช่นกัน หลังการรักษา ทีมวิจัยพบว่าจำนวน ขนาด และความต้องการ FDG ของรอยโรคในปอดลดลงอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วย 22 รายที่รอดชีวิต
Khandelwal สรุปว่า18 F-FDG PET/CT เป็นเครื่องมือที่มีความละเอียดอ่อนสำหรับการตรวจสอบการอักเสบอย่างต่อเนื่องและการจัดการ “เครื่องหมายโมเลกุลที่ระบุโดย18 F-FDG PET / CT สามารถเปิดเผยทริกเกอร์และกลไกการยังชีพของการอักเสบได้” เธอกล่าว “ในอนาคต สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การพัฒนายาใหม่และกลยุทธ์การจัดการที่ดีขึ้น” บาคาร่าเว็บตรง
