量子团队合作生产T射线束

时间:2017-12-02 09:18:37166网络整理admin

作者:Mason Inman通过说服通常独立的量子结来协同工作,创造了一种能够产生可以彻底改变机场安全和医学扫描的“T-射线”的长期设备新的小工具产生太赫兹波或T射线,它们夹在电磁波谱中的红外光和微波之间许多研究人员正在尝试使用它们,因为它们像微波一样可以穿过许多材料,如衣服,但提供更高分辨率的图像但制造太赫兹波是很棘手的激光器和微波发射器可以被推出它们的通常范围以发射它们但是在中间仍然存在“太赫兹间隙”,在大约0.5到2太赫兹之间,没有任何设备可以填充现在,由美国伊利诺伊州阿贡国家实验室的Ulrich Welp领导的国际团队已经开始缩小差距为了制造强大的光束,他们协调了之前不合作的量子器件团队约瑟夫森结是由具有绝缘填充物的超导材料的夹层制成的当施加到超导体的电压形成穿过绝缘层的“电流隧道”时,它们可以产生太赫兹波但是,单结会产生微弱的辐射量以前的设备只能达到百万分之一瓦(一皮瓦)的百万分之一,并且更糟糕的是,研究人员一直在努力使这些交叉点同步工作现在,Welp和他的同事们将数百个交叉点组合在一起,形成了一束类似激光的太赫兹光,功率提高了10,000倍(约半微瓦)该团队使用了一种名为BSCCO的高温半导体,其结构中自然包含一堆约瑟夫森结它由超导片组成,两个原子厚,由1.5纳米的绝缘间隙隔开 Welp说,“我们能够在每个水晶中装入大量的约瑟夫森结”在一条约1微米高,100微米宽,300微米长的材料条带中,它们安装在600多个连接处通常在超导体上施加精心选择的电压来驯服通常不可控的结这产生了一个固定的电磁波,协调了交叉点的动作 “这就是诀窍,”韦尔普说 “以前人们永远无法同步所有这些交叉点”“它类似于激光,”他补充说,它还使用反射腔提供反馈,使分子(如惰性气体)发出同步光波通过使用不同尺寸的晶体,它们能够发射0.36至0.85太赫兹的T射线束,覆盖大约三分之一的太赫兹间隙 Welp说,他们的目标是通过使晶体更窄来进一步缩小差距,并计划增加功率输出瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学的August Yurgens说,这项新研究向前迈出了重要一步 “试图使许多约瑟夫森结点同步产生辐射到目前为止还不是很成功”“如果功率输出增加到1到10毫瓦,这将是一个非常有前途的利基设备”,补充其他创造太赫兹辐射的设备在其他频率,耶尔根斯说新设备覆盖的频率对成像更有用 “你必须略低于一个太赫兹才能充分利用这种辐射,”他补充道期刊参考:科学(第318卷,