Kvanttimittausmenetelmä kasvihuonekaasuille

On ehdotettu innovatiivista tekniikkaa molekyylien havaitsemiseksi ja karakterisoimiseksi entistä tarkemmin, mikä tasoittaa tietä merkittäville edistyksille ympäristön seurannassa, lääketieteellisessä diagnostiikassa ja teollisissa prosesseissa.

Bristolin yliopiston fyysikoiden ehdottama uusi kvanttimittausmenetelmä perustuu taajuuskampatekniikkaan jolla mitataan tarkasti optisia taajuuksia. Taajuuskampoja käytetään monilla tieteen ja teollisuuden aloilla karakterisoimaan ainetta sen perusteella, miten kyseiselle aineelle ainutlaatuinen valo absorboituu.

Optisen kampaspektroskopian tarkkuutta rajoittaa kuitenkin kaikissa lasereissa ja muissa klassisissa valonlähteissä esiintyvä perustaso. Kvanttitila, jossa on vähemmän kohinaa, nimeltään "puristettu valo", voi voittaa tämän rajoituksen ja sitä on hyödynnetty parantamaan gravitaatioaaltoilmaisimien herkkyyttä.

Bristolin fyysikot ovat osoittaneet puristetun valon vaimentavan merkittävästi kohinaa laajalla kampataajuuksilla, joita käytetään absorboivan molekyylin tutkimiseen.

Kvanttitekniikan tohtoriopiskelija Alex Belsley toteaa: "Tämä työ ehdottaa uutta menetelmää kaasulajien tarkkailemiseksi in situ ja suurella tarkkuudella. Anturoinnissa kvanttietu voidaan toteuttaa jo tänään ja olen innoissani kvanttitehostettujen antureiden muuttuvasta vaikutuksesta yhteiskuntaamme tulevina vuosina.

Tämä uusi lähestymistapa voisi mahdollisesti saavuttaa yli kymmenkertaisen parannuksen havaitsemisrajoissa. Sen lisäksi, että se mahdollistaa erityyppisten kaasujen karakterisoinnin erittäin pienillä pitoisuuksilla, se voi myös määrittää tärkeitä ominaisuuksia, kuten lämpötilan ja paineen suurella herkkyydellä.

Professori Jonathan Matthews jatkaa: "Paremmat anturit ovat tärkeitä tulevaisuudellemme. Terveydenhuolto, valmistus, ympäristön seuranta ja itse uusi tiede hyötyvät kaikki fyysisten ominaisuuksien mittaamisen edistymisestä.

Alexin työ osoittaa, kuinka puristettu valo voi parantaa taajuuskampaspektroskopiaa – seuraava askel on tutkia aihetta lisää erilaisilla kokeilla laboratoriossa.

Aiheesta aiemmin:

"Vihreä" kvanttianturi