เซ็นเซอร์เพชรความละเอียดสูงทำแผนที่กระแสไฟฟ้าในหัวใจ

เซ็นเซอร์เพชรความละเอียดสูงทำแผนที่กระแสไฟฟ้าในหัวใจ

นักวิจัยในญี่ปุ่นได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่ใช้เพชรซึ่งทำแผนที่กระแสไฟฟ้าเล็กน้อยภายในหัวใจ นำโดยทาคายูกิ อิวาซากิแห่งสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว ทีมงานใช้อุปกรณ์ดังกล่าวโดยอาศัยการเรืองแสงของจุดศูนย์กลางไนโตรเจน (NV) ในเพชร พวกเขาใช้เซ็นเซอร์เพื่อวัดสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ในหัวใจของหนูที่มีชีวิต และนักวิจัยกล่าวว่าความละเอียด 5.1 มม. 

ของอุปกรณ์นั้น

ไม่เคยมีมาก่อน โรคหัวใจบางชนิดรวมถึงภาวะหัวใจเต้นเร็วและภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะเกิดจากความไม่สมบูรณ์ในการถ่ายทอดกระแสไฟฟ้าผ่านหัวใจ ในการวินิจฉัยภาวะเหล่านี้ แพทย์โรคหัวใจจะใช้เครื่องตรวจหัวใจด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MCG) ซึ่งเป็นเทคนิคแบบไร้สัมผัสที่วัดสนามแม่เหล็ก

ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในหัวใจจากระยะไกลความละเอียดของ MCG ถูกจำกัดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดเซ็นเซอร์และอุณหภูมิในการทำงาน ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่ใช้ตัวนำยิ่งยวดนั้นดีมากในการตรวจจับสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก แต่ต้องเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ด้วยเหตุนี้ เซ็นเซอร์เหล่านี้

จึงต้องอยู่ห่างจากหัวใจในระยะหนึ่ง ดังนั้นจึงไม่สามารถแก้ไขกระแสในระดับมิลลิเมตรได้ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถแก้ไขคลื่นการหมุนที่ซับซ้อนที่เกิดจากภาวะหัวใจห้องล่างได้อย่างเต็มที่ข้อบกพร่องในระดับอะตอมเพื่อสร้างเซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดสูงขึ้น ทีม ใช้ศูนย์ไนโตรเจน (NV)

ซึ่งเป็นข้อบกพร่องระดับอะตอมในเพชร ในศูนย์ NV อะตอมของคาร์บอนที่อยู่ติดกันคู่หนึ่งในตาข่ายเพชรจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของไนโตรเจนและพื้นที่ว่าง โดยพื้นฐานแล้วศูนย์ NV นั้นเป็นควอนตัมสปินที่แยกได้ซึ่งไวต่อสนามแม่เหล็กภายนอกมาก ยิ่งไปกว่านั้น มันยังปล่อยแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์

และเพื่อนร่วมงานได้สร้างเซ็นเซอร์จากชิปเพชรที่มีความหนาแน่นสูงของศูนย์ NV ทำงานที่อุณหภูมิห้อง โดยวางตำแหน่งเซ็นเซอร์ห่างจากหัวใจของหนูที่มีชีวิตเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ศูนย์ NV สว่างด้วยเลเซอร์สีเขียวและใช้โฟโตไดโอดเพื่อจับแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ปล่อยออกมา 

ทีมงานของ

อิวาซากิยังได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อแปลงค่าการวัดการเรืองแสงให้เป็นสนามแม่เหล็กที่สอดคล้องกัน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถสร้างภาพ 2 มิติโดยละเอียดของกิจกรรมทางไฟฟ้าในหัวใจ โดยมีความละเอียด 5.1 มม. นักวิจัยหวังว่าเซ็นเซอร์ของพวกเขาจะช่วยให้แพทย์โรคหัวใจ

สามารถศึกษาต้นกำเนิดและความก้าวหน้าของภาวะหัวใจประเภทต่างๆ ในผู้ป่วยได้ง่ายขึ้นมาก ซึ่งอาจนำไปสู่วิธีการใหม่ในการวินิจฉัยและรักษาโรคเหล่านี้ ด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติมในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับความเข้มและทิศทางของสนาม คุณสมบัติเหล่านี้สามารถรวมกันเพื่อสร้างเซ็นเซอร์แม่เหล็ก

ที่มีการอ่านข้อมูลด้วยแสงนั่นจะผลักดันให้โครงการวิจัยฟิสิกส์เริ่มต้นขึ้นในทศวรรษที่ 2040 ภายในทศวรรษนั้น CEPC (หากสร้างขึ้น) สามารถขุดแร่ทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับฮิกส์ที่สำคัญส่วนใหญ่ได้ ทิ้งฮิกส์โบซอนที่เชื่อมต่อตัวเองและการวิจัยท็อปควาร์กสำหรับเซิร์นในภายหลัง

แต่อย่างน้อยก็มั่นใจได้ว่าการสร้าง FCC จะสามารถใช้ประโยชน์จากวัฒนธรรมของ CERN เพื่อเอื้อต่อการดำเนินการวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูงระดับโลก นักฟิสิกส์เครื่องเร่งความเร็วของมันจะเป็นผู้นำในการก่อสร้างเฟสที่สองของ FCC ซึ่งจะแปลงเป็นเครื่องชนกันของโปรตอนและโปรตอน 100 TeV 

โดยการติดตั้ง

แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดไนโอเบียมและดีบุกที่ทรงพลังซึ่งสามารถสร้างสนามได้ถึง 16 T – เกือบสองเท่าของระดับปัจจุบัน LHC แม่เหล็ก ความเชี่ยวชาญเทียบเท่าในเทคโนโลยีแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดยังไม่มีในประเทศจีน ความพยายามใด ๆ ที่จะแปลง CEPC จะต้องรอจนกว่าเทคโนโลยีดังกล่าว

จะได้รับการพัฒนาที่นั่น  หรือนำเข้าผ่านความร่วมมือระหว่างประเทศกับนักฟิสิกส์ชาวยุโรปและสหรัฐอเมริกา นั่นคือจุดที่ CERN มีข้อได้เปรียบอย่างมาก เนื่องจากมีประสบการณ์ยาวนานหลายทศวรรษในการชนกันของแฮดรอนและแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด นอกจากนี้ยังมีหัวฉีดโปรตอนที่จำเป็น

สำหรับ ที่วางแผนไว้ ในทางตรงกันข้าม นักฟิสิกส์ชาวจีนจะต้องออกแบบ สร้าง และใช้งานหัวฉีดที่ซับซ้อนเช่นนี้ตั้งแต่เริ่มต้นและจากมุมมองที่ต่างออกไป กระบวนการออกแบบของ FCC เป็นความพยายามระดับนานาชาติอย่างแท้จริง ในขณะที่เขียน นักฟิสิกส์ประมาณ 1,400 คนมีส่วนร่วมอย่างเป็นทางการ 

โดยมาจากสถาบันมากกว่า 135 แห่งใน 35 ประเทศ และจำนวนก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ไม่สามารถทำการสังเกตที่คล้ายกันสำหรับ CEPC ซึ่งส่วนใหญ่เป็นความพยายามชาตินิยมที่มุ่งสร้างความเป็นผู้นำของจีนในฟิสิกส์พลังงานสูง ในขณะที่ CERN ค่อยๆ พัฒนาความเชี่ยวชาญเพื่อริเริ่ม

และจัดการโครงการขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆจีนกำลังพยายามสร้างโครงการที่ใหญ่กว่าที่เคยพยายามมา ซึ่งเป็นก้าวกระโดดที่ยิ่งใหญ่กว่าที่ชุมชนฟิสิกส์พลังงานสูงของสหรัฐฯ พยายามกับ SSCและในขณะนักฟิสิกส์ที่ได้รับรางวัลโนเบลและผู้อำนวยการ SLAC มักโต้เถียงกันบ่อยครั้งเมื่อแนวคิดของ ILC 

ถูกโต้แย้งเป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1990 การทำงานร่วมกันระหว่างเครื่องเร่งความเร็วระหว่างประเทศจะต้องเริ่มต้นตั้งแต่เนิ่นๆ ในขั้นตอนการออกแบบ ไม่เพียงแต่โครงการจะได้รับประโยชน์จากแนวคิดและความเชี่ยวชาญของประเทศอื่น ๆ เท่านั้น แต่ในภายหลัง ประเทศเหล่านั้นจะมีแนวโน้ม

แต่ขณะนี้นักฟิสิกส์อนุภาคกระตือรือร้นที่จะสร้าง “โรงงาน Higgs” เพื่อศึกษาคุณสมบัติของมันโดยละเอียดยิ่งขึ้น “โรงงานฮิกส์จะผลิตฮิกส์โบซอนได้มากกว่าที่เคยระบุใน LHC หลายพันเท่า” จอห์น เอลลิสอดีตนักทฤษฎีอนุภาคของเซิร์น ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่คิงส์คอลเลจ ลอนดอน กล่าว “และจะทำในสภาพแวดล้อมที่สะอาดซึ่งจะทำให้การวิเคราะห์ง่ายขึ้นมาก”

แนะนำ 666slotclub / hob66