Οι ακτίνες λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ακριβή μέτρηση της θέσης ή της ταχύτητας ενός αντικειμένου. Αλλά για αυτό είναι σύνηθες
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης και το TU Wienμπόρεσαν να λάβουν μετρήσεις δεδομένης ακρίβειας ακόμη και σε τόσο δύσκολες συνθήκες. Τροποποίησαν ειδικά την ακτίνα λέιζερ έτσι ώστε να παρέδιδε τις επιθυμητές πληροφορίες σε ένα διαταραγμένο περιβάλλον.
«Η μέγιστη δυνατή ακρίβεια μέτρησης είναικεντρικό στοιχείο όλων των φυσικών επιστημών», λέει ο Stefan Rotter από το TU Wien. «Για παράδειγμα, στην τεράστια εγκατάσταση LIGO, η οποία χρησιμοποιείται για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, οι ακτίνες λέιζερ στέλνονται σε έναν καθρέφτη και οι αλλαγές στην απόσταση μεταξύ του λέιζερ και του καθρέφτη μετρώνται με εξαιρετική ακρίβεια».
Λειτουργεί τόσο καλά μόνο επειδή η ακτίνα λέιζερ περνά μέσα από ένα εξαιρετικά υψηλό κενό.
«Αλλά ας φανταστούμε ένα γυάλινο πλαίσιο, όχιαπόλυτα διαφανές, αλλά τραχύ και αλεξίσφαιρο σαν παράθυρο στο μπάνιο », συνεχίζει ο Allard Mosk από το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης. «Φως, φυσικά, περνά, αλλά διαθλά. Τα κύματα του φωτός αλλάζουν και διασκορπίζονται, οπότε δεν μπορούμε να δούμε με ακρίβεια το αντικείμενο στην άλλη πλευρά του παραθύρου με γυμνό μάτι. " Μια παρόμοια κατάσταση εμφανίζεται όταν είναι απαραίτητο να εξεταστούν μικροσκοπικά αντικείμενα μέσα σε βιολογικό ιστό: ένα διαταραγμένο περιβάλλον παρεμποδίζει την ακτίνα φωτός. Στη συνέχεια, μια απλή, κανονική, ευθεία δέσμη λέιζερ μετατρέπεται σε μια σύνθετη δομή κυμάτων που εκτρέπεται προς όλες τις κατευθύνσεις.
Αλλά αν γνωρίζετε ακριβώς τι κάνει το παρεμβατικό περιβάλλονδέσμη φωτός, η κατάσταση μπορεί να αλλάξει δημιουργώντας ένα περίπλοκο μοτίβο κύματος αντί για μια απλή άμεση δέσμη λέιζερ, η οποία μετατρέπεται σε ακριβώς το επιθυμητό σχήμα. εξαιτίας των ταραχών και των σοκ ακριβώς εκεί που θέλετε το καλύτερο αποτέλεσμα. «Για να το επιτύχουμε, δεν χρειάζεται καν να γνωρίζετε ακριβώς ποιες είναι αυτές οι παραβιάσεις», εξηγεί ο Dorian Boucher, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. "Αρκεί να στείλετε πρώτα μια σειρά δοκιμαστικών κυμάτων μέσω του συστήματος για να μελετήσετε πώς αλλάζουν από το σύστημα."
Η μέθοδος επιβεβαιώθηκε πειραματικά στοΠανεπιστήμιο της Ουτρέχτης: οι ακτίνες λέιζερ κατευθύνθηκαν μέσω ενός διαταραγμένου μέσου με τη μορφή μιας θολής πλάκας. Στη συνέχεια, οι ερευνητές υπολόγισαν τα βέλτιστα κύματα για να αναλύσουν το αντικείμενο έξω από την πλάκα - αυτό έγινε με ακρίβεια νανομέτρου.
Οι επιστήμονες μπόρεσαν να δείξουν ότι η μέθοδος δεν είναι μόνολειτουργεί, αλλά είναι επίσης βέλτιστο με τη φυσική έννοια: "Η ακρίβεια της μεθόδου μας περιορίζεται μόνο από τον λεγόμενο κβαντικό θόρυβο", εξηγεί ο Allard Mosk. "Αυτός ο θόρυβος προέρχεται από το γεγονός ότι το φως είναι φωτονίων - δεν μπορεί να γίνει τίποτα γι 'αυτό."
Δείτε επίσης:
Ο Τιτάνας του φεγγαριού του Κρόνου είναι εξαιρετικά παρόμοιος με τη Γη. Τι σχέδια έχει για την ανθρωπότητα;
Μεγάλοι αριθμοί γκρίζων φαλαινών αρχίζουν να λιμοκτονούν και να πεθαίνουν στον Ειρηνικό
Το ένα τρίτο αυτών που έχουν αναρρώσει από το COVID-19 επιστρέφουν στο νοσοκομείο. Κάθε όγδοο - πεθαίνει