Bu çevre dostu kuantum sensör, güneş ışığında çalışır

Bu çevre dostu kuantum sensör, güneş ışığında çalışır

Kuantum teknolojisi yeşile dönüyor.

Son derece hassas manyetik alan sensörlerine yeni bir yaklaşım, önceki cihazların ölçümlerini yapmak için bağladığı güce aç lazerleri ortadan kaldırıyor ve onları güneş ışığıyla değiştiriyor. Lazerler, parlak bir ampulün yanmasını sağlamak gibi 100 watt kadar güç tüketebilir. Yenilik, kuantum sensörlerini bu enerji ihtiyacından potansiyel olarak ayırır. Sonuç, teknolojinin ön saflarında yer alan çevre dostu bir prototip, araştırmacıların yakında çıkacak bir sayısında bildiriyor. Fiziksel İnceleme X Enerji.

Büyük büküm içeride nasıl cihaz güneş ışığı kullanır. Işığı elektriğe dönüştürmek için güneş pilleri kullanmaz. Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde fizikçi olan Jiangfeng Du, bunun yerine güneş ışığının lazer ışığının işini yaptığını söylüyor.

Kuantum manyetometreleri genellikle manyetik alanları ölçmek için güçlü bir yeşil lazer içerir. Lazer, atomik kusurlar içeren bir elmas üzerinde parlar (SN: 26.02.08). Kusurlar, saf elmasların yapıldığı bazı karbon atomlarının nitrojen atomları ile yer değiştirmesiyle ortaya çıkar. Yeşil lazer, çevredeki manyetik alanların gücüne bağlı bir yoğunlukta kırmızı ışık yayarak nitrojen kusurlarının flüoresans yapmasına neden olur.

Yeni kuantum sensörünün de yeşil ışığa ihtiyacı var. Ağaç yapraklarından ve çimenlerden yansıyan yeşil dalga boylarında görüldüğü gibi, güneş ışığında bol miktarda bulunur. Du ve meslektaşları, manyetometrelerini çalıştırmak için yeterince toplamak için, güneş ışığını toplamak için lazeri 15 santimetre çapında bir mercekle değiştirdiler. Daha sonra yeşil dışındaki tüm renkleri yok etmek için ışığı filtrelediler ve nitrojen atomu kusurlu bir elmasa odakladılar. Sonuç, tıpkı lazer donanımlı manyetometrelerin yaptığı gibi manyetik alan kuvvetlerini ortaya çıkaran kırmızı floresandır.

Bir prototip lens, güneş ışığından gelen yeşil ışığı aşağıdaki elmas tabanlı sensöre filtreler.
Bir kuantum cihazındaki elmas tabanlı sensör üzerinde parlayan yeşil renkli ışık, manyetik alanları ölçmek için kullanılabilir. Bu prototipte, bir mercek (üstte), yalnızca yeşil dalga boylarında ışık bırakacak şekilde filtrelenen güneş ışığını toplar. Bu yeşil ışık, geleneksel kuantum cihazlarının dayandığı güce aç lazerlerin yarattığı ışığa çevre dostu bir alternatif sunuyor.Yunbin Zhu/Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

Güneş pilleri ışık toplayıp elektrik ürettiğinde olduğu gibi, enerjiyi bir türden diğerine değiştirmek, doğası gereği verimsiz bir süreçtir.GZ: 26/7/17). Araştırmacılar, lazerleri çalıştırmak için güneş ışığının elektriğe dönüştürülmesinden kaçınmanın, yaklaşımlarını lazerlere güç veren güneş pilleriyle mümkün olandan üç kat daha verimli hale getirdiğini iddia ediyor.

Oxford Üniversitesi’nde çalışmaya dahil olmayan bir fizikçi olan Yen-Hung Lin, “Güneş araştırmalarını kuantum teknolojilerine bağlayan başka hiçbir rapor görmedim” diyor. “Bu keşfedilmemiş yöne bir ilgi kıvılcımını ateşleyebilir ve enerji alanında daha fazla disiplinlerarası araştırma görebiliriz.”

Araştırmacılar, elektrik alanları veya basınç gibi diğer şeylere duyarlı kuantum cihazlarının da güneş ışığına dayalı yaklaşımdan faydalanabileceğini söylüyor. Özellikle, uzay tabanlı kuantum teknolojisi, kuantum sensörleri için uyarlanmış ışık sağlamak için Dünya atmosferinin dışında bulunan yoğun güneş ışığını kullanabilir. Kuantum sensörlerinin kullanmadığı dalga boylarında kalan ışık, kuantum sinyallerini işlemek için elektroniğe güç veren güneş pillerine havale edilebilir.

Güneş ışığına dayalı manyetometre, kuantum ve çevresel olarak sürdürülebilir teknolojinin eritilmesinde sadece ilk adımdır. Du, “Mevcut durumda, bu cihaz öncelikle gelişim amaçlıdır” diyor. “Cihazların pratik amaçlar için kullanılmasını bekliyoruz. Ama orada [is] yapılacak çok iş var.”