18:09 2024-01-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Oamenii de știință arată că spectroscopia cuantică în infraroșu poate realiza măsurători spectroscopice în bandă ultra-largă
_ Oamenii de știință arată că spectroscopia cuantică în infraroșu poate realiza măsurători spectroscopice de bandă ultra-largă
Înțelegerea noastră asupra lumii se bazează în mare măsură pe cunoștințele noastre despre materialele sale constitutive și interacțiunile lor. Progresele recente în tehnologiile științei materialelor ne-au sporit capacitatea de a identifica substanțele chimice și au extins posibilele aplicații.
O astfel de tehnologie este spectroscopia în infraroșu, utilizată pentru identificarea moleculară în diferite domenii, cum ar fi în medicină, monitorizarea mediului, și producția industrială. Cu toate acestea, chiar și cel mai bun instrument existent - spectrometrul infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) - folosește un element de încălzire ca sursă de lumină. Zgomotul detectorului rezultat în regiunea infraroșu limitează sensibilitatea dispozitivelor, în timp ce proprietățile fizice împiedică miniaturizarea.
Acum, o echipă de cercetare condusă de Universitatea din Kyoto a abordat această problemă prin încorporarea unei surse de lumină cuantică. Sursa lor inovatoare de bandă ultra-largă, cuantică, generează o gamă relativ mai largă de fotoni infraroșii cu lungimi de undă cuprinse între 2 μm și 5 μm. Cercetarea este publicată în jurnalul Optica.
„Această realizare pregătește scena pentru reducerea drastică a sistemului și îmbunătățirea sensibilității spectrometrului în infraroșu”, spune Shigeki Takeuchi de la Departamentul de Știință și Inginerie Electronică.
Un alt elefant în camera cu FTIR este povara transportului de echipamente de mărimea unui mamut și consumatoare de energie în diferite locații pentru testarea materialelor la fața locului. Takeuchi urmărește un viitor în care scanerele compacte, de înaltă performanță, care funcționează cu baterie ale echipei sale vor duce la aplicații ușor de utilizat în diverse domenii, cum ar fi monitorizarea mediului, medicină și securitate.
„Putem obține spectre pentru diferite probe țintă, inclusiv solide dure, materiale plastice și soluții organice. Shimadzu Corporation – partenerul nostru care a dezvoltat dispozitivul de lumină cuantică – a fost de acord că spectrele de măsurare în bandă largă au fost foarte convingătoare pentru a distinge substanțele pentru o gamă largă de probe", adaugă Takeuchi.
Deși lumina cuantică încurcată nu este nouă, până acum lățimea de bandă a fost limitată la un interval îngust de 1 μm sau mai puțin în regiunea infraroșu. Între timp, această nouă tehnică folosește proprietățile unice ale mecanicii cuantice - cum ar fi suprapunerea și încurcarea - pentru a depăși limitările tehnicilor convenționale.
Dispozitivul de potrivire cvasi-fazică dezvoltat independent de echipă generează încurcături cuantice. lumina prin valorificarea ciripitului – schimbarea treptată a perioadei de inversare a polarizării unui element – pentru a genera perechi de fotoni cuantici pe o lățime de bandă largă.
„Îmbunătățirea sensibilității spectroscopiei în infraroșu cuantic și dezvoltarea imaginilor cuantice în regiunea infraroșu fac parte din activitatea noastră. încercarea de a dezvolta tehnologii cuantice din lumea reală”, spune Takeuchi.
Comentarii:
Adauga Comentariu