Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Nye sensorenheder genbruger atomer

Atominterferometeret bruger den kvante-bølgelignende natur af atomer til at foretage præcise målinger. Kredit:University of Queensland

Næste generations sensorer, der skal bruges i områder så forskellige som mineraludforskning og klimaændringer, vil blive styrket med turbo takket være University of Queensland og University of Sussex forskning.

Teoretisk fysiker Dr. Stuart Szigeti, fra UQ's School of Mathematics and Physics, sagde fremtidig præcisionsfølende teknologi ville udnytte usædvanlige effekter af kvantemekanik.

"Vores forskning viste en måde at genbruge atomer og genbruge dem i en enhed kaldet et atominterferometer, " sagde Dr Szigeti.

"Denne teknik vil i høj grad forbedre ydeevnen af ​​disse enheder, fører til forbedret sensorteknologi.

"Et atominterferometer bruger atomernes kvante 'bølgelignende' natur til at lave meget præcise målinger af accelerationer, rotationer, og gravitationsfelter"

Dr Szigeti, der arbejder inden for en af ​​fem noder i Australian Research Council Center for Engineered Quantum Systems, sagde, at enhederne ville have applikationer til lands og til vands.

"De kan bruges i mineraludforskning, giver os mulighed for lettere at lokalisere mineralreserver under jorden, og i hydrologi, giver os mulighed for at spore vandets bevægelse hen over planeten, mens vi overvåger virkningerne af klimaændringer, " han sagde.

"De vil også være vigtige i navigationen."

Dr Simon Haine, fra University of Sussex, sagde, at udviklingen af ​​præcise atominterferometre var blevet hæmmet af en effekt kendt som kvantestøj, hvilket var usikkerhed i et kvantesystemsignal.

"Kvantestøj kan bekæmpes med en egenskab ved kvantemekanikken kendt som 'sammenfiltring', " han sagde.

"Proof-of-principle-eksperimenter har for nylig vist, hvordan man genererer sammenfiltring inden for atominterferometre, og har brugt dette til at lindre virkningerne af kvantestøj.

"Imidlertid, det koster, som i processen med at skabe sammenfiltring, de fleste atomer er spildt, hvilket hæmmer ydeevnen af ​​disse enheder.

"Vores projekt har fundet en måde at høste og genbruge disse atomer for at forbedre følsomheden af ​​ultra-præcise måleenheder."