فیزیکدانان یک آشکارساز شناور برای جستجوی ماده تاریک ساخته‌اند

نوع جدیدی از حسگر که قادر به تشخیص ده‌ها ریزذره در هوا است

به گزارش مجله خبری نگار،فیزیکدانان کالج کینگ لندن نوع جدیدی از حسگر را ارائه داده‌اند که قادر به نگه داشتن ده‌ها میکروذره شیشه‌ای در هوا و ردیابی حرکت آنها با دقتی بی‌سابقه است. این کار در مجله Nature Communications (NatCom) منتشر شده است.

حسگر‌های شناور سنتی با یک ذره کار می‌کنند و آن را از تأثیرات خارجی جدا می‌کنند تا کوچکترین تغییرات در شتاب یا موقعیت را تشخیص دهند. با این حال، اشکال اصلی آنها نیاز به انتخاب بین ردیابی سریع یک شیء یا ردیابی آهسته چندین شیء است.

تیمی از فیزیکدانان برای اولین بار این مشکل را حل کرده‌اند. آنها حدود صد ریزذره را به طور همزمان به حالت شناور درآوردند و از یک دوربین نسل بعدی - یک دوربین نورومورفیک با الهام از چشم انسان - استفاده کردند. به جای ضبط یک ویدیوی کامل، دوربین فقط تغییرات در حرکت ذرات را ثبت می‌کند که به طور چشمگیری جریان داده‌ها را کاهش و دقت را افزایش می‌دهد.

پروفسور جیمز میلن، مدیر مرکز تحقیقات کوانتومی، توضیح داد: «ما یک حسگر میکروسکوپی با حساسیت باورنکردنی ساخته‌ایم؛ و فناوری مبتنی بر نحوه درک اطلاعات بصری توسط مغز به ما این امکان را می‌دهد که حرکت ذرات را با سرعت بالا کنترل کنیم.»

به گفته این دانشمند، سرد کردن چنین ذراتی تا انرژی‌های بسیار پایین، امکان بهره‌برداری از اثرات کوانتومی را فراهم می‌کند و حسگر را نسبت به نیرو‌های بسیار ضعیف، از جمله سیگنال‌های امواج گرانشی یا برهمکنش‌های ماده تاریک، حساس می‌سازد.

این سیستم ذرات را در تله‌های الکترومغناطیسی به دام می‌اندازد، در حالی که الگوریتم‌های هوش مصنوعی موقعیت‌های آنها را به صورت جداگانه و به صورت یک ابر واحد ردیابی می‌کنند. با استفاده از این داده‌ها، دستگاه بازخورد ایجاد می‌کند و حرکت هر ذره را تثبیت می‌کند و باعث کاهش نویز می‌شود.

به لطف مصرف کم انرژی، محققان معتقدند که طی ۵ تا ۱۰ سال آینده، چنین حسگر‌هایی می‌توانند مستقیماً روی ریزتراشه‌ها تعبیه شوند. این امر راه را برای استفاده از این فناوری در لوازم الکترونیکی بازار انبوه، نظارت بر محیط زیست، دستگاه‌های هوشمند و سیستم‌های ناوبری خودکار مستقل از ماهواره‌ها هموار می‌کند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری