ساخت اولین رادار كوانتومی به سرپرستی دانشمند ایرانی
به گزارش لیمو بلاگ فیزیكدانان اتریشی به سرپرستی شبیر برزنجه، استاد ایرانی دانشگاه ˮكلگریˮ موفق به ساخت نمونه اولیه یك رادار كوانتومی شدند.
به گزارش لیمو بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، فیزیکدانان موسسه علوم و فناوری اتریش(IST) نمونه اولیه راداری را اختراع کرده اند که از دره تنیدگی کوانتومی بعنوان روشی برای شناسایی اشیاء استفاده می نماید. این ادغام موفقیت آمیز از مکانیک کوانتومی در دستگاه ها می تواند به صورت قابل توجهی بر صنایع زیست پزشکی و امنیتی تاثیر بگذارد.
درهم تندیگی کوانتومی یک پدیده فیزیکی است که به باعث آن دو ذره به هم پیوسته مرتبط می مانند و خصوصیت های جسمی خویش را بدون در نظر گرفتن فاصله از یکدیگر با یکدیگر به اشتراک می گذارند. حالا دانشمندان گروه تحقیقاتی پروفسور "ژوهانس فینک" در انستیتوی علوم و فناوری اتریش(IST) با همکاری "شبیر برزنجه" از دانشگاه "کلگری"، "استفانو پیراندولا" از موسسه فناوری ماساچوست(MIT) و دانشگاه "یورک" انگلیس و "دیوید ویتالی" از دانشگاه "کامروینو" در ایتالیا نوع جدیدی از فناوری آشکارسازی به نام "روشنایی کوانتومی مایکروویو" را به معرض نمایش گذاشته اند که از فوتون های مایکروویو درهم تنیده بعنوان روشی برای تشخیص استفاده می نماید.
نمونه اولیه این رادار که بعنوان "رادار کوانتومی" هم شناخته می شود، می تواند اشیاء را در محیط های حرارتی پر سر و صدا که سیستم های راداری کلاسیک اغلب در آن با شکست مواجه می شوند، تشخیص دهد.
این فناوری کاربردهای بالقوه ای برای اسکنرهای امنیتی بیولوژیکی فوق العاده کم انرژی و اسکنرهای امنیتی دارد.
نحوه کار این دستگاه و اصول مورد استفاده آن ساده است؛ محققان به جای استفاده از مایکروویو معمولی، دو گروه فوتون را درگیر می کنند که به آنها فوتون های سیگنال و بیکار می گویند. فوتون های سیگنال به سمت هدف مورد نظر ارسال می شوند، در حالیکه فوتون های بیکار در یک عایق بندی نسبی، عاری از تداخل و سر و صدا سنجیده می شوند. هنگامی که فوتون های سیگنال بازتاب می شوند و برمی گردند، درگیری و درهم تنیدگی واقعی بین فوتون های سیگنال و بیکار از بین می رود، اما مقدار کمی از همبستگی باقی می ماند و یک نشان یا الگو بوجود می آورد که صرف نظر از سر و صدا و شلوغی محیط، وجود یا عدم وجود شیء هدف را توصیف می کند.
"شبیر برزنجه" سرپرست این مطالعه و استاد دانشگاه کلگری که تحقیقات قبلی وی به پیشرفت مفهوم نظری فناوری رادار کوانتومی کمک کرده بود، می گوید: آنچه ما نشان داده ایم اثبات مفهوم رادار کوانتومی مایکروویو است. ما با استفاده از درهم تنیدگی بوجود آمده در چند هزارم درجه بالاتر از صفر مطلق، توانسته ایم اشیاء با بازتاب کم را در دمای اتاق تشخیص دهیم.
در حالی که درهم تنیدگی کوانتومی به خودی خود شکننده است، این دستگاه نسبت به رادارهای کلاسیک معمولی دارای چندین مزیت است. بعنوان مثال، سیستم های راداری معمولی در حالت کم قدرت، معمولاً از حساسیت ضعیف رنج می برند، چونکه در تشخیص اشعه منعکس شده از جسم و نویز تابشی پس زمینه مشکل دارند، در حالیکه "روشنایی کوانتومی" چاره ای برای این مشکل عرضه می دهد، چون که شباهت های بین فوتون های سیگنال و بیکار(ایجاد شده توسط درهم تنیدگی کوانتومی) آنرا در تشخیص فوتون های سیگنال دریافت شده از هدف مورد نظر از سر و صدای بوجود آمده در محیط مؤثر می کند.
"برزنجه" که الان استادیار دانشگاه "کلگری" است، می گوید: پیام اصلی تحقیقات ما این است که رادار کوانتومی یا "روشنایی کوانتومی مایکروویو" نه تنها از لحاظ نظریه امکانپذیر است، بلکه عملی هم هست.
پروفسور "ژوهانس فینک" می گوید: این نتیجه علمی تنها با گردهم آوردن فیزیکدانان نظری و تجربی که با کنجکاوی روی این مورد کار می کنند، ممکن شده است و نشان داده است که چگونه مکانیک کوانتومی می تواند مرزها و محدوده های اساسی سنجش را گسترش دهد. در حالت عملی، ما همینطور به کمک مهندسان برق با تجربه احتیاج خواهیم داشت و هنوز کار زیادی باید صورت گیرد تا نتیجه ما در کارهای تشخیصی در دنیای واقعی قابل اجرا باشد.
این مطالعه در مجله Science Advances انتشار یافته است.
این مطلب لیمو بلاگ را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط در لیموبلاگ
نظرات بینندگان لیموبلاگ در مورد این مطلب