Công nghệ vũ trụ thu nhỏ khi các giới hạn của vật lý lượng tử được thử nghiệm
bởi Staff Writers
Warwick Vương quốc Anh (SPX) ngày 22 tháng 2023 năm XNUMX
Một tập đoàn trên toàn Vương quốc Anh đang phát triển các công nghệ sử dụng các hạt nano làm cảm biến tiên tiến nhất trên các vệ tinh nhỏ, có kích thước bằng hộp đựng giày được gọi là CubeSats.
Các trường Đại học Warwick, Swansea và Strathclyde đã được trao 250 bảng Anh để nghiên cứu sâu hơn về hạt nano và vật lý lượng tử trong ứng dụng công nghệ vũ trụ.
Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực cơ học quang học bay lên (chuyển động của các hạt nhỏ được giữ và đo trong không gian tự do bằng ánh sáng laser), đã chỉ ra rằng các hạt nano có thể thể hiện các hành vi bị chi phối bởi các định luật cơ học lượng tử (một lý thuyết cơ bản mô tả cách các nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử tương tác với nhau).
Điều này đã dẫn đến các hạt nano, lớn hơn một nghìn lần so với nguyên tử và nhỏ hơn một nghìn lần so với một hạt cát, đang được nghiên cứu làm cảm biến mới trong điều kiện phòng thí nghiệm. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa áp dụng điều này vào thế giới thực – và hơn thế nữa.
Giờ đây, trong Chương trình Công nghệ Kích hoạt do Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh (UKSA) tài trợ, các nhà nghiên cứu đang đẩy mạnh các giới hạn của công nghệ lượng tử để các hạt nano có thể được sử dụng làm cảm biến trong không gian. 'Công nghệ cơ quang học trong không gian' (LOTIS) là một dự án kéo dài 18 tháng nhằm phát triển các công nghệ cho phép các thiết bị trong tương lai sử dụng các hạt nano trong không gian.
LOTIS sẽ phát triển các thiết bị nhỏ, nhẹ và thay vì các vệ tinh có kích thước bằng ô tô, có thể vừa với các vệ tinh nano nhỏ gọn hơn có kích thước bằng hộp đựng giày, được gọi là CubeSats. Cách tiếp cận này làm giảm đáng kể chi phí phát triển và ra mắt.
Có nhiều ứng dụng cho các hạt nano làm cảm biến. Người ta biết rất ít về mật độ của tầng nhiệt điện – một lớp khí quyển của Trái đất bắt đầu ở độ cao khoảng 80km so với mực nước biển và công nghệ này có thể làm sáng tỏ chi tiết điều này. Xác định mật độ của khu vực có các ứng dụng vũ trụ; hiểu lực cản mà các vệ tinh trải qua trên quỹ đạo, giúp lập bản đồ quỹ đạo của chúng.
Dự án cũng nhằm mục đích phát triển trọng lực kế (thiết bị đo trường hấp dẫn), đặc biệt hữu ích trên Trái đất như một công cụ trong địa vật lý và quan sát Trái đất. Khi lực hấp dẫn thấm qua các vật thể mờ đục, trọng lượng kế có thể giúp lập bản đồ những gì bên dưới mặt đất – đặc biệt hữu ích cho kỹ thuật dân dụng hoặc giám sát các tầng ngậm nước.
LOTIS cũng sẽ củng cố các công nghệ cho sứ mệnh bộ cộng hưởng lượng tử vĩ mô (MAQRO) được đề xuất nhằm tìm cách kiểm tra các dự đoán của cơ học lượng tử về các vật thể ngày càng lớn hơn, với khối lượng lớn hơn. Điều này rất quan trọng để hiểu tính hợp lệ của cơ học lượng tử – cơ học thường mô tả hành vi của các vật thể nhỏ, nguyên tử và hạt hạ nguyên tử, chứ không phải các vật thể lớn hơn thế này.
Tiến sĩ James Bateman, Vật lý, Đại học Swansea, cho biết: “Tôi rất vui mừng được lãnh đạo dự án UKSA này, dự án sẽ tạo ra các công nghệ cần thiết để thiết lập một nền tảng cảm biến hoạt động cho cả ứng dụng không gian và mặt đất. Nhóm của chúng tôi bao gồm các chuyên gia về vệ tinh nano, cảm biến lượng tử và cơ học quang học thử nghiệm, và dự án này sẽ giúp biến các cảm biến cơ học bay lên thành hiện thực.”
Giáo sư Animesh Datta, chuyên gia Vật lý lý thuyết tại Đại học Warwick, cho biết: “LOTIS là một bước cụ thể hướng tới việc hiện thực hóa một thế hệ thí nghiệm mới sẽ giúp làm sáng tỏ giao diện của cơ học lượng tử và lực hấp dẫn. Tôi mong muốn được đóng góp vào sự thành công của nó.”
Nhà lý thuyết lượng tử, Tiến sĩ Daniel Oi, Vật lý, Đại học Strathclyde, cho biết thêm: “Chúng tôi đang phát triển các cảm biến có độ nhạy cao cho các vệ tinh có kích thước giảm đáng kể và có thể thực hiện các phép đo môi trường không gian. Đây là một phần của chương trình công nghệ lượng tử quốc tế rộng lớn hơn, chương trình này sẽ mở rộng các ứng dụng của nó từ Trái đất và các ứng dụng trong không gian.”
Liên kết liên quan
Cơ học quang học
Đại học Warwick
Hiểu thời gian và không gian
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.spacedaily.com/reports/Space_tech_to_shrink_as_the_limits_of_quantum_physics_are_tested_999.html