Η διαστημική τεχνολογία συρρικνώνεται καθώς δοκιμάζονται τα όρια της κβαντικής φυσικής
από Staff Writers
Warwick UK (SPX) 22 Ιουνίου 2023
Μια κοινοπραξία σε όλο το Ηνωμένο Βασίλειο αναπτύσσει τεχνολογίες για τη χρήση νανοσωματιδίων ως αισθητήρες τελευταίας τεχνολογίας σε μικρούς δορυφόρους μεγέθους κουτιού παπουτσιών, γνωστούς ως CubeSats.
Τα Πανεπιστήμια του Warwick, του Swansea και του Strathclyde έχουν βραβευτεί με 250 χιλιάδες λίρες για περαιτέρω έρευνα στα νανοσωματίδια και την κβαντική φυσική στην εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας.
Οι πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα της αιωρούμενης οπτομηχανικής (η κίνηση των μικροσκοπικών σωματιδίων που συγκρατούνται και μετρώνται στον ελεύθερο χώρο με το φως λέιζερ), έχουν δείξει ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να παρουσιάσουν συμπεριφορές που διέπονται από τους νόμους της κβαντικής μηχανικής (μια θεμελιώδης θεωρία που περιγράφει πώς τα άτομα και τα υποατομικά σωματίδια αλληλεπιδρούν).
Αυτό οδήγησε σε νανοσωματίδια, τα οποία είναι χίλιες φορές μεγαλύτερα από ένα άτομο και χίλιες φορές μικρότερα από έναν κόκκο άμμου, να ερευνώνται ως νέοι αισθητήρες σε εργαστηριακές συνθήκες. Αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εφαρμόσει αυτό στον πραγματικό κόσμο – και όχι μόνο.
Τώρα, σε ένα Πρόγραμμα Enabling Technologies που χρηματοδοτείται από τη Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου (UKSA), οι ερευνητές πιέζουν τα όρια της κβαντικής τεχνολογίας έτσι ώστε τα νανοσωματίδια να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες στο διάστημα. Το «Levitated Optomechanical Technologies In Space» (LOTIS) είναι ένα έργο διάρκειας 18 μηνών για την ανάπτυξη τεχνολογιών που θα επιτρέπουν μελλοντικές διαστημικές συσκευές να χρησιμοποιούν νανοσωματίδια.
Η LOTIS θα αναπτύξει συσκευές που είναι μικρές, ελαφριές και, αντί για δορυφόρους μεγέθους αυτοκινήτου, θα μπορούν να χωρέσουν σε πιο συμπαγείς νανοδορυφόρους στο μέγεθος ενός κουτιού παπουτσιών, γνωστών ως CubeSats. Αυτή η προσέγγιση μειώνει δραματικά το κόστος ανάπτυξης και εκκίνησης.
Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για νανοσωματίδια ως αισθητήρες. Λίγα είναι γνωστά για την πυκνότητα της θερμόσφαιρας - ένα στρώμα της γήινης ατμόσφαιρας που ξεκινά περίπου 80 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, και αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να ρίξει λεπτομερές φως σε αυτό. Ο προσδιορισμός της πυκνότητας της περιοχής έχει εφαρμογές διαστημικών πτήσεων. κατανοώντας την αντίσταση που βιώνουν οι δορυφόροι σε τροχιά, βοηθώντας στη χαρτογράφηση των τροχιών τους.
Το έργο στοχεύει επίσης να αναπτύξει βαρυτόμετρα (συσκευές μέτρησης βαρυτικών πεδίων), τα οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμα πίσω στη Γη ως εργαλείο στη γεωφυσική και την παρατήρηση της Γης. Καθώς η βαρύτητα διαπερνά τα αδιαφανή αντικείμενα, τα βαρύμετρα μπορούν να βοηθήσουν στη χαρτογράφηση του τι βρίσκεται κάτω από το έδαφος – ιδιαίτερα χρήσιμο για έργα πολιτικού μηχανικού ή παρακολούθηση υδροφορέων.
Το LOTIS θα υποστηρίξει επίσης τεχνολογίες για την προτεινόμενη αποστολή μακροσκοπικών κβαντικών συντονιστών (MAQRO) που επιδιώκει να δοκιμάσει τις προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής ολοένα και μεγαλύτερων αντικειμένων, με μεγαλύτερες μάζες. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της εγκυρότητας της κβαντικής μηχανικής – η οποία συνήθως περιγράφει τη συμπεριφορά μικρών αντικειμένων, ατόμων και υποατομικών σωματιδίων, αλλά όχι αντικειμένων μεγαλύτερων από αυτό.
Ο Δρ Τζέιμς Μπέιτμαν, Φυσική, Πανεπιστήμιο του Σουόνσι, δήλωσε: «Είμαι ενθουσιασμένος που ηγούμαι αυτού του έργου της UKSA, το οποίο θα δημιουργήσει τις απαραίτητες τεχνολογίες για τη δημιουργία μιας λειτουργικής πλατφόρμας ανίχνευσης τόσο για διαστημικές όσο και για επίγειες εφαρμογές. Η ομάδα μας αποτελείται από ειδικούς στους νανοδορυφόρους, την κβαντική ανίχνευση και την πειραματική οπτομηχανική, και αυτό το έργο θα βοηθήσει να γίνουν πραγματικότητα οι αιωρούμενοι οπτομηχανικοί αισθητήρες».
Ο καθηγητής Animesh Datta, ειδικός στη Θεωρητική Φυσική στο Πανεπιστήμιο του Warwick, δήλωσε: «Το LOTIS είναι ένα συγκεκριμένο βήμα προς την υλοποίηση μιας νέας γενιάς πειραμάτων που θα βοηθήσουν να ρίξει φως στη διεπαφή της κβαντικής μηχανικής και της βαρύτητας. Ανυπομονώ να συνεισφέρω στην επιτυχία του».
Ο κβαντικός θεωρητικός Δρ Daniel Oi, Φυσική, Πανεπιστήμιο Strathclyde, πρόσθεσε: «Αναπτύσσουμε πολύ ευαίσθητους αισθητήρες για δορυφόρους που είναι πολύ μειωμένοι σε μέγεθος και ικανοί να εκτελούν μετρήσεις του διαστημικού περιβάλλοντος. Αυτό είναι μέρος ενός ευρύτερου, διεθνούς προγράμματος κβαντικής τεχνολογίας που θα επεκτείνει τις εφαρμογές του από εφαρμογές στη Γη και στο διάστημα».
Σχετικοί Σύνδεσμοι
Ανυψωμένη Οπτομηχανική
Πανεπιστήμιο του Warwick
Κατανόηση του χρόνου και του χώρου
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.spacedaily.com/reports/Space_tech_to_shrink_as_the_limits_of_quantum_physics_are_tested_999.html