การบีบควอนตัมถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มความไวของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ LIGO และ Virgo ทำให้สามารถตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงได้ดีขึ้น เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการลดความไม่แน่นอนโดยธรรมชาติของเวลาที่โฟตอนมาถึงเครื่องตรวจจับหลังจากเดินทางไปกลับเป็นระยะทางหลายกิโลเมตรตามแขนอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ การบีบดำเนินการในเดือนเมษายน 2019 และเพิ่มความไวของเครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo โดยปัจจัย 20% และ 50% ตามลำดับ
นับตั้งแต่ปี 2015 เครื่องวัดอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์
LIGO สองเครื่องในสหรัฐอเมริกา และอีกไม่นานมานี้ อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ชาวราศีกันย์ในอิตาลี ได้ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง (ระลอกคลื่นในกาลอวกาศ) จากหลุมดำและดาวนิวตรอนที่รวมตัวกัน
เครื่องตรวจจับแต่ละเครื่องประกอบด้วยแขนวัด interferometer ตั้งฉากสองชุด ซึ่งยาว 4 กม. ที่ LIGO และ 3 กม. ที่ Virgo อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ทำงานโดยแยกแสงเลเซอร์ออกเป็นสองลำแสงที่เคลื่อนที่ไปตามแขน ลำแสงจะสะท้อนกระจกที่ปลายแขนและกลับมาที่จุดยอดของแขนทั้งสองข้าง ซึ่งจะมีการรวมแสงและตรวจจับแสงอีกครั้ง
การเปลี่ยนแปลงขนาดย่อยอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ LIGO และ Virgo ได้รับการตั้งค่าเพื่อให้แสงผ่านการรบกวนที่ทำลายล้างที่เครื่องตรวจจับ ซึ่งปกติจะวัดสัญญาณว่าง เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนผ่านอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความยาวของแขนข้างหนึ่งหรือทั้งสองข้าง การรบกวนแบบทำลายล้างจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป และตรวจพบแสงบางส่วน ด้วยวิธีนี้ เครื่องตรวจจับสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวได้เพียง 10 -19 เมตร ซึ่งเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโปรตอนประมาณ 10,000 เท่า
ข้อจำกัดที่สำคัญเกี่ยวกับความแม่นยำ
ของการวัดเหล่านี้คือสัญญาณรบกวนที่เกิดจากความผันผวนของควอนตัมในแสง ความผันผวนเหล่านี้ทำให้เกิดการแพร่กระจายเล็กน้อยในช่วงเวลาที่โฟตอนต้องเดินทางไปมาตามแขนของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ เป็นผลให้การรบกวนที่ทำลายล้างที่เครื่องตรวจจับไม่สมบูรณ์และความสามารถของเครื่องวัดระยะในการวัดการเปลี่ยนแปลงระยะแขนถูก จำกัด ด้วยความกว้างของการกระจายเวลามาถึงของโฟตอน
โชคดีที่กลศาสตร์ควอนตัมเสนอวิธีลดความกว้างของการกระจายเวลา “ความดันการแผ่รังสี” ที่เกิดจากแสงบนส่วนประกอบออปติคัลภายในอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ยังได้รับความผันผวนของควอนตัม หลักการความไม่แน่นอนกำหนดว่าผลคูณของเวลาและความกว้างของการกระจายแรงดันการแผ่รังสีจะต้องมากกว่าค่าที่กำหนด ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะลดความกว้างของการกระจายเวลาโดยเพิ่มความกว้างของการกระจายแรงดันการแผ่รังสี
คู่พัวพันในเครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo ความกว้างของการกระจายเวลาลดลง – หรือบีบอัด – โดยการสร้างโฟตอนคู่โดยใช้อุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าออสซิลเลเตอร์พารามิเตอร์ออปติคัล คู่นี้พันกันด้วยกลไกควอนตัมและมีเวลามาถึงที่เครื่องตรวจจับที่สัมพันธ์กัน ซึ่งจะช่วยลดความกว้างของการกระจายเวลา
คลื่นแห่งการค้นพบด้วยการบีบคั้น ทำให้ LIGO สามารถสังเกตแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงทางดาราศาสตร์ที่อยู่ไกลกว่าเดิมประมาณ 15% ซึ่งหมายความว่า LIGO จะสามารถตรวจจับวัตถุได้มากขึ้น 50% ราศีกันย์สามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ไกลออกไปได้ถึง 8% ซึ่งจะทำให้มองเห็นวัตถุได้มากขึ้นประมาณ 20%
อย่างไรก็ตาม ลักษณะของหลักการ
ที่ไม่แน่นอนหมายความว่านักฟิสิกส์ของ LIGO และ Virgo ต้องยอมรับเสียงแรงดันรังสีที่มากขึ้น ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วง นี่เป็นปัญหามากกว่ามากเมื่อพยายามตรวจจับสัญญาณความถี่ต่ำ (ต่ำกว่า 50 Hz ใน LIGO) และปัจจุบันไม่ถือว่าเป็นปัญหาสำหรับการตรวจจับดาวนิวตรอนและการรวมตัวของหลุมดำ
ฟิล์มไนลอนบาง ๆ ทำด้วยการหมุนเคลือบสารละลายบนพื้นผิวแก้ว จากนั้นนำตัวอย่างไปวางไว้ในสุญญากาศระดับสูงเพื่อดับสารละลาย ซึ่งจะแช่แข็งส่วนประกอบในเฟสที่ไม่มีการรวบรวมกันและเอาตัวทำละลายที่เหลือออก
ผู้เขียนเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุแบบเฟอร์โรอิเล็กทริกไนลอน-11 กับตัวเก็บประจุที่ทำจากพอลิเมอร์เฟอร์โรอิเล็กทริกแบบธรรมดา การทดสอบมุ่งเน้นไปที่ความสามารถของตัวเก็บประจุในการรักษาสถานะโพลาไรซ์เมื่ออยู่ภายใต้วงจรความเครียดอย่างต่อเนื่อง ตัวเก็บประจุไนลอน-11 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเก็บประจุแบบเดิมในช่วงหนึ่งล้านรอบความเครียด
นักวิจัยชาวเกาหลีใช้แสงเพื่อควบคุมการจับกันของชิ้นส่วนแอนติบอดี 2 ชิ้นที่แยกจากกันและไม่ใช้งาน และสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจงและทันเวลาต่อแอนติเจน แพลตฟอร์มที่พวกเขาสร้างขึ้นสามารถช่วยพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ๆ สำหรับโรคมะเร็งหรือโรคภูมิต้านตนเอง ( Nat. Methods. 10.1038/s41592-019-0592-7 )
เมื่อเชื้อโรค เช่น แบคทีเรียหรือไวรัสเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ระบบภูมิคุ้มกันจะทำปฏิกิริยาโดยการสร้างแอนติบอดีเพื่อระบุผู้บุกรุกและเริ่มต้นกระบวนการทางเคมีที่นำไปสู่การวางตัวเป็นกลาง ด้วยรูปร่าง Y แอนติบอดีจับกับแอนติเจนที่จำเพาะและเตือนฟาโกไซต์ที่อยู่ใกล้เคียงถึงการปรากฏตัวของผู้บุกรุกที่ต้องกำจัด
การทำให้แอนติบอดีมีการคัดเลือกและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการตรวจหาแอนติเจนเป็นเป้าหมายการวิจัยที่สำคัญสำหรับการพัฒนามะเร็งชนิดใหม่หรือการรักษาภูมิต้านทานผิดปกติในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา แอนติบอดีดังกล่าวซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ดีขึ้นและทันทีต่อแอนติเจนเป้าหมายของพวกมัน เรียกว่าแอนติบอดีเพื่อการรักษา ตัวอย่างเช่น การบำบัดด้วยเซลล์ CAR T-cell ที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากหลังจากรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปี 2018เชื่อมโยงแอนติบอดีที่ตรวจจับเนื้องอกกับทีเซลล์ที่ฆ่ามะเร็งเพื่อสร้าง “ยาที่มีชีวิต” ที่สามารถต่อสู้กับเนื้องอกได้
Credit : affairedsk.com africaieri.org aianattackthesystem.com airase.org alliancepetroleum.net
