ฉบับล่าสุดจะตรวจสอบความท้าทายและโอกาสสำหรับนักฟิสิกส์ในบราซิล ซึ่งเป็นประเทศที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับห้าและมีเศรษฐกิจใหญ่เป็นอันดับเจ็ดของโลก ฟิสิกส์ในประเทศกำลังเฟื่องฟู โดยรัฐบาลบราซิลมีเงินลงทุนในการวิจัยและพัฒนามากกว่าสี่เท่าตั้งแต่ช่วงเปลี่ยนศตวรรษ รายงานพิเศษของเราซึ่งคุณสามารถอ่านได้ฟรีทางออนไลน์เริ่มต้นด้วยบทสัมภาษณ์ นักฟิสิกส์ที่ใช้เวลาสองปี
ในฐานะรัฐมนตรี
วิทยาศาสตร์ของบราซิลก่อนที่จะถูกเปลี่ยนจากรัฐบาลในวันที่ 17 มีนาคม 2014 หลังจากที่เราไปแถลงข่าว . ในการให้สัมภาษณ์ เน้นย้ำถึงความสำคัญของการที่บราซิลมีส่วนร่วมใน “วงการวิทยาศาสตร์โลก” และเสริมว่าความท้าทายสำหรับประเทศนี้คือการปรับปรุงคุณภาพของนักวิจัยชาวบราซิลเพื่อที่
จะ “เพิ่มผลกระทบของบราซิลต่อวิทยาศาสตร์โลก” ที่อื่นๆ ในรายงานพิเศษซึ่งมีพื้นฐานมาจากการเยือนบราซิลโดยตัวฉันเองและเพื่อนร่วมงานของฉัน ซูซาน เคอร์ติส คุณสามารถหาข้อมูลเกี่ยวกับการสร้างแหล่งกำเนิดรังสีซินโครตรอนซิริอุส เอ็กซ์เรย์ การเปิดหน่อในต่างประเทศแห่งแรกของศูนย์นานาชาติ
สำหรับทฤษฎีฟิสิกส์และผลกระทบของหอดูดาวแห่งชาติของบราซิล ซึ่งเป็นสถาบันทางวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดของประเทศ นอกจากนี้ยังมีการสัมภาษณ์ หัวหน้าหน่วยงานนวัตกรรมแห่งมหาวิทยาลัยเซาเปาโล และดูความพยายามของบราซิลในการปรับปรุงโอกาสทางการศึกษาและอาชีพของนักฟิสิกส์
ชาวบราซิล บราซิลเป็นสถานที่ที่น่าสนใจในการเยี่ยมชม และฉันอยากจะขอบคุณผู้คนมากมายที่เป็นเจ้าภาพในการเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการและสิ่งอำนวยความสะดวกที่กล่าวถึงในรายงาน สำหรับการ “แสดงภาพ” อนุภาคแอลฟาในพลาสมาที่กำลังลุกไหม้ การทับซ้อนกันของลำแสงหลาย ๆ ลำ
สามารถส่งผลให้เกิดรูปแบบคาบที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่น เมื่อนำลำแสงเลเซอร์ 2 ลำมารวมกัน จะเกิดรูปแบบความเข้มเป็นระยะ 1 มิติ ในขณะที่การแทรกสอดของลำแสง 3 ลำจะส่งผลให้เกิดรูปแบบ 2 มิติ เป็นต้น หากลำแสงเลเซอร์เหลื่อมกันภายในวัสดุที่ไวต่อแสง สามารถเปลี่ยนรูปแบบความเข้มแสง
ของแสงให้
เป็นโครงสร้างที่มั่นคงได้ ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เมื่อเร็วๆ นี้ เราสามารถสร้างโครงสร้างธาตุแบบ 2 มิติและ 3 มิติแบบต่างๆ โดยใช้การพิมพ์หินแบบแทรกสอด จากนั้นจึงทำงานร่วมกับจอร์จ ฟีตัส ที่สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อการวิจัยพอลิเมอร์ในเมืองไมนซ์ ประเทศเยอรมนี
เพื่อวัดการกระจายเสียงโดยตรง ความสัมพันธ์โดยใช้การกระเจิงแสง ก่อนหน้านี้และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดเคยใช้การพิมพ์หินแบบแทรกสอดเพื่อสร้างผลึกโทนิค วัสดุ “คนตาบอด” และ “คนหูหนวก”เนื่องจากแนวคิดพื้นฐานเดียวกันนี้สนับสนุนทั้งวัสดุโฟโทนิกและโฟโตนิกแบนด์-แกป
ดูเหมือนว่าจะสำรวจความเป็นไปได้ในการสร้างวัสดุที่แสดงช่องว่างของแบนด์ทั้งสองประเภทอย่างชัดเจน ที่ MIT ผู้เขียนปัจจุบันสองคน เพิ่งออกแบบคริสตัลที่ “ตาบอด” ต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นประมาณหลายร้อยนาโนเมตรและ “หูหนวก” เพื่อให้ได้ยินที่ความยาวคลื่นใกล้เคียงกัน
ภายในคริสตัล คริสตัลเหล่านี้ประกอบด้วยอาร์เรย์ 2 มิติแบบสี่เหลี่ยมหรือสามเหลี่ยมของรูอากาศในซิลิกอน นอกเหนือจากการมีช่องว่างของแถบความถี่ที่สมบูรณ์สำหรับทั้งคลื่นแสงและคลื่นยืดหยุ่น เราพบว่าพวกมันยังสามารถดักจับเสียงและแสงที่จุดบกพร่องได้พร้อมๆ กัน
ความสามารถ
ในการสร้างโครงสร้างที่มีช่องว่างของแบนด์ทั้งสองประเภทอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าในด้านอะคูสติกออปติก ตัวอย่างเช่น ในปี 1997และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย ในเนเธอร์แลนด์เสนอว่าอาจเป็นไปได้ที่จะใช้โครงสร้างเหล่านี้เพื่อสร้างแหล่งกำเนิดของโฟนอนสีเดียวที่ต่อเนื่องกันจำนวนมาก
ซึ่งอาจรู้จักกันในชื่อ “โฟนอนเลเซอร์” การใช้งานอื่นๆ อาจรวมถึงการระบายความร้อนด้วยแสงในของแข็งและอุปกรณ์แปลงความถี่ด้วยแสง และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าการแปลโฟตอนและโฟตอนเป็นสองเท่านั้นเพิ่มประสิทธิภาพของการกระเจิงของโฟตอน – โฟนอนโดยลำดับความสำคัญห้าลำดับ
เมื่อเทียบกับค่าสำหรับโครงสร้าง 1D ที่คล้ายกันที่มีโพรงโทนิคเท่านั้นสาขาของโฟนิกคริสตัลมีอายุเพียงประมาณ 10 ปีเท่านั้น และคำถามสำคัญมากมายกำลังถูกหยิบยกขึ้นมา การค้นหาโครงสร้างเสียงที่ดีที่สุดกำลังดำเนินอยู่ แต่ถึงแม้คำจำกัดความของ “โครงสร้างเสียงที่ดีที่สุด” ก็ยังต้องมีการชี้แจง
สิ่งที่เกิดขึ้นนอกช่องว่างของแบนด์มักมีความสำคัญพอๆ กับแอปพลิเคชันโฟนิกส์ตัวอย่างเช่น การหักเหของแสงเชิงลบเกิดขึ้นได้จากคุณสมบัติที่ผิดปกติของความสัมพันธ์การกระจายตัวในแถบการแพร่กระจาย และเพื่อให้แสงออกจากซิลิคอนด้วยความช่วยเหลือของโฟนัน
จำเป็นต้องเพิ่มมากกว่าลดความหนาแน่นของโฟนันในสถานะต่างๆ ดังนั้นเราจึงต้องคิดในแง่ของวิศวกรรมเกี่ยวกับความสัมพันธ์การกระจายสำหรับโฟนัน แทนที่จะทำให้ช่องว่างของแบนด์ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะทำได้ คริสตัลโฟนิกจะช่วยให้นักวิจัยด้านอะคูสติกและอัลตราโซนิกมีส่วนประกอบใหม่
ที่ให้การควบคุมเสียงในระดับเดียวกับที่กระจกและเลนส์ให้แสงผ่าน แต่ผลึกโฟโทนิกแบบไฮเปอร์โซนิกยังสามารถใช้กับวิทยาศาสตร์พื้นฐานได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เพื่อสำรวจการเปลี่ยนแปลงการกระจายทางสถิติของโฟนอนแบบสุ่มภายใต้สภาวะสมดุลและไม่สมดุล หรือเพื่อศึกษาว่าช่องว่าง
ของโฟตอนแบนด์ส่งผลต่อคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุอย่างไร เป็นการยากที่จะคาดเดาว่าฟิลด์ของโฟนิกคริสตัลจะพัฒนาไปอย่างไรในอนาคต แต่สิ่งหนึ่งที่ชัดเจนคือ เราจะได้ยินมากขึ้นเกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้ในทุกความหมายของคำ
