Новый метод квантового зондирования обещает улучшить обнаружение парниковых газов

4 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Бристольского университета

Был предложен новый инновационный метод обнаружения и определения характеристик молекул с большей точностью, открывающий путь к значительному прогрессу в мониторинге окружающей среды, медицинской диагностике и промышленных процессах.

Новый метод квантового зондирования, предложенный физиком из Бристольского университета, основан на работе лауреатов Нобелевской премии по физике 2005 года Джона Холла и Теодора Хэнша, которые разработали метод частотной гребенки для точного измерения оптических частот. Гребенки частот используются во многих областях науки и промышленности для характеристики материи на основе уникального способа поглощения света.

Однако точность оптической гребенчатой ​​спектроскопии ограничена фундаментальным уровнем шума, присутствующего во всех лазерах и других классических источниках света. Квантовое состояние с уменьшенным шумом, называемое «сжатый свет», может преодолеть это ограничение и было использовано для улучшения чувствительности детекторов гравитационных волн.

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, показано, что сжатый свет значительно подавляет шум в широком наборе гребенчатых частот, используемых для исследования поглощающей молекулы.

Автор Алекс Белсли, доктор квантовой инженерии. Студент сказал: «Эта работа предлагает новый метод мониторинга газов на месте и с высокой точностью. Квантовые преимущества в зондировании могут быть реализованы уже сегодня, и я воодушевлен преобразующим воздействием, которое квантово-усовершенствованные датчики окажут на наше общество в будущем». ближайшие годы».

Этот новый подход потенциально может обеспечить более чем десятикратное улучшение пределов обнаружения. Помимо того, что он позволяет охарактеризовать различные типы газов при сверхнизких концентрациях, он также может с высокой чувствительностью определять важные свойства, такие как температура и давление.

Профессор Джонатан Мэтьюз, содиректор Лаборатории квантовой инженерии и доктор философии Алекса Белсли. советник сказал: «Лучшие датчики важны для нашего будущего. Здравоохранение, производство, экологический мониторинг и сама новая наука — все извлекают выгоду из достижений в том, как мы измеряем физические свойства. Работа Алекса показывает, как сжатый свет может улучшить частотную гребенчатую спектроскопию — следующий шаг заключается в дальнейших исследованиях с помощью экспериментов в лаборатории».

Больше информации: Александр Белсли, Квантово-усиленная абсорбционная спектроскопия с яркими гребенками сжатых частот, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.133602.

Информация журнала:Письма о физических отзывах

Предоставлено Бристольским университетом