Arizona Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, geliştirmek için kuantum dolaşıklığı kullandılar.
Optomekanik sensörler kullanarak ölçüm yaparBilim insanları, ışık dalgalarının hassas bir mekanik cihaza etki eden kuvvetler olduğunu açıklıyor. Bir sensörden yansıyan iki senkronize lazer ışınına dayanırlar. Herhangi bir hareket, ışığın dedektöre giderken kat ettiği mesafeyi değiştirir. Dönüştürücü sabitse, iki dalga mükemmel şekilde hizalanır. Ancak sensör hareket ediyorsa bir girişim deseni oluşturur.
Klasik interferometrik sistemlerde,Işık ne kadar uzağa giderse sistem o kadar doğru olur. Minyatür optomekanik sensörlerde yüksek hassasiyet sağlamak için fizikçiler kuantum dolaşıklığı kullandılar.
Işığı bir kez bölmek yerinebir sensör ve bir aynadan yansıdı; her bir ışını iki kez böldüler, böylece ışık iki sensör ve iki aynadan yansıdı. Kullanılan sensörler, çok küçük kuvvetlere tepki olarak hareket eden, 100 nm kadar ince membranlardır.
Önerilen kurulumun şeması. Resim: Yi Xia ve diğerleri, Nature Photonics
Sensörleri iki katına çıkarmak doğruluğu artırır çünküBilim adamları, zarların birbirleriyle senkronize olarak titreşmesi gerektiğini, ancak bu dolaşmanın ekstra bir koordinasyon katmanı eklediğini belirtiyor. Lazer ışınını "sıkıştırdılar". Fotonlar gibi kuantum mekaniksel nesnelerde, bir parçacığın konumunun ve momentumunun ne kadar doğru bilinebileceği konusunda temel bir sınır vardır. Fotonlar da dalga olduğundan, bu durum dalganın fazı (salınımının olduğu yer) ve genliği (ne kadar enerji taşıdığı) cinsinden ifade edilir.
Daralma belirsizliği yeniden dağıtır, böylecesıkıştırılmış bileşen daha doğru bilinirken, sıkıştırılmamış bileşen daha fazla belirsizlik taşır. Faz sıkıştırdık çünkü ölçümümüz için bilmemiz gereken şey buydu.
Yi Xia, çalışmanın ortak yazarı
İki dolaşmış ışındaki dalgalanmalardan beribirbiriyle ilişkilidir, faz ölçümlerindeki hatalar da ilişkilidir. Deney sonucunda bilim insanları, iki dolaşmayan ışınla yapılan ölçümlere göre %40 daha doğru ve %60 daha hızlı ölçümler elde etti. Hesaplamalar sensör sayısıyla orantılı olarak doğruluğun ve hızın artacağını gösteriyor.
Geliştiriciler bu kadar hassas olduğunu belirtiyorSensörler, GPS uyduları olmayan bir gezegende veya bir kişi farklı katlardan geçerken bir binanın içinde ataletsel navigasyon için kullanılabilir. Ek olarak, karanlık maddeyle ilişkili minimum yerçekimsel bozulmaları ölçmek için de kullanılabilirler. Araştırmacılar, cihazı akıllı telefon boyutunda bir cihaza sığacak şekilde küçültmek için çalışmaya devam edecek.
Daha fazla oku:
Yeni güneş pili dünya verimlilik rekorunu kırdı
Leonardo da Vinci'nin belgelerine ne olduğu ortaya çıktı: değişmeye başladılar
Dünyaya çarptığında güneş plazmasının sesini dinleyin
Kapakta: Bir dizi membran ve dolaşık lazer ışınını temel alan ultra hassas bir sensörün sanatsal bir illüstrasyonu. Resim: Michigan Üniversitesi