새로운 양자 감지 방법은 온실가스 감지 개선에 대한 가능성을 제시합니다.

2023년 4월 4일

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브리스톨 대학교

보다 정밀하게 분자를 검출하고 특성화하는 혁신적인 새로운 기술이 제안되어 환경 모니터링, 의료 진단 및 산업 공정에서 상당한 발전을 이룰 수 있는 길을 열었습니다.

브리스톨 대학의 물리학자가 제안한 새로운 양자 감지 방법은 2005년 노벨 물리학상 수상자 John Hall과 Theodor Hänsch의 작업을 기반으로 합니다. 이들은 주파수 빗 기술을 개발하여 광학 주파수를 정확하게 측정합니다. 주파수 빗은 빛이 흡수되는 독특한 방식을 기반으로 물질을 특성화하기 위해 과학 및 산업의 여러 분야에 배포됩니다.

그러나 광학 빗 분광법의 정밀도는 모든 레이저 및 기타 고전적인 광원에 존재하는 기본 수준의 노이즈로 인해 제한됩니다. "압착된 빛"이라고 불리는 소음이 감소된 양자 상태는 이러한 한계를 극복할 수 있으며 중력파 검출기의 감도를 향상시키는 데 활용되었습니다.

Physical Review Letters에 발표된 논문에서 압착된 빛은 흡수 분자를 조사하는 데 사용되는 광범위한 빗살 주파수 세트에 걸쳐 소음을 크게 억제하는 것으로 나타났습니다.

저자 Alex Belsley, 양자공학 박사 "이 연구는 가스종을 현장에서 높은 정밀도로 모니터링하는 새로운 방법을 제안합니다. 감지의 양자 이점은 오늘날 실현될 수 있으며, 양자 강화 센서가 우리 사회에 미칠 혁신적인 영향에 대해 기대가 큽니다. 앞으로 몇 년."

이 새로운 접근법은 잠재적으로 검출 한계를 10배 이상 향상시킬 수 있습니다. 초저농도에서 다양한 유형의 가스를 특성화할 수 있을 뿐만 아니라 온도 및 압력과 같은 중요한 특성을 높은 감도로 결정할 수도 있습니다.

Quantum Engineering Technology Labs의 공동 책임자이자 Alex Belsley의 Ph.D.인 Jonathan Matthews 교수. 고문은 "더 나은 센서는 우리의 미래에 중요합니다. 의료, 제조, 환경 모니터링 및 새로운 과학 자체는 모두 물리적 특성을 측정하는 방법의 발전으로 이익을 얻습니다. Alex의 연구는 압착된 빛이 주파수 빗 분광학을 어떻게 향상시킬 수 있는지 보여줍니다. 다음 단계입니다. 실험실에서 실험을 통해 더 많은 것을 탐구하는 것입니다."

추가 정보: Alexandre Belsley, 밝은 압착 주파수 빗을 이용한 양자 강화 흡수 분광학, Physical Review Letters(2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.133602

저널 정보:실제 검토 편지

브리스톨대학교 제공