Controllo del traffico nucleare
I ricercatori sviluppano e testano la tecnologia per sensori quantistici ancora più precisi
L'Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica dell'UNESCO è iniziato con un successo per i ricercatori della TU presso l'Istituto di Fisica Applicata: Physical Review Research ha pubblicato i risultati della loro ricerca sugli impulsi di specchi dicroici. Questi agiscono come controllori del traffico degli atomi, guidando le particelle con la giusta velocità verso il rilevamento e lasciando che quelle con la velocità sbagliata finiscano nel vuoto.
I sensori quantistici sono molto più precisi di quelli convenzionali e vengono utilizzati per l'osservazione della terra, la navigazione, i test sui materiali e le analisi chimiche o biomediche. I ricercatori della TU del dipartimento di Fisica Applicata hanno sviluppato e testato una tecnologia che rende i sensori quantistici ancora più precisi.
Cosa c'è dietro questa tecnologia? I sensori quantistici, che si basano sulla natura ondulatoria fisico-quantistica degli atomi, utilizzano l'interferenza quantistica per misurare l'accelerazione e la rotazione con una precisione estremamente elevata. Questa tecnologia richiede divisioni del fascio e specchi ottimizzati per gli atomi. Tuttavia, gli atomi riflessi in modo errato possono compromettere in modo significativo tali misure. Gli scienziati della TU Darmstadt utilizzano quindi impulsi di luce appositamente sviluppati come specchi atomici selettivi della velocità, che riflettono gli atomi desiderati e lasciano passare quelli indesiderati. Questo approccio riduce il rumore del segnale, rendendo le misure molto più accurate.
Questa tecnica è particolarmente importante per i sistemi di misurazione quantistica di ultima generazione: Per aumentare ulteriormente la sensibilità di questi sensori quantistici, si sta sperimentando la trasmissione di velocità particolarmente elevate, che però genera ulteriori percorsi atomici indesiderati. Questo effetto collaterale indesiderato può ora essere evitato con il metodo testato per la prima volta nei gruppi di lavoro del professor Birkl e del professor Giese alla TU Darmstadt. Un altro vantaggio per la rapidità di applicazione è che i nuovi "impulsi a specchio dicroico" possono essere integrati anche nei sistemi esistenti. Ciò consente ai ricercatori di tutto il mondo di spingersi oltre i confini delle misure di precisione della tecnologia quantistica e di fornire strumenti di misura migliori sia per la ricerca di base sulla fisica quantistica sia per l'applicazione pratica dei sensori quantistici.
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