Повысить точность измерений оптомеханического датчика ученые из Аризонского университета сумели, применив метод квантовой запутанности. Такие датчики можно использовать как сверхточные акселерометры и детекторы темной материи.
Так, принцип работы оптомеханического датчика строится на измерении им силы световой волны, которая воздействует на него. От сенсора отражаются два синхронизированных луча, которые идеально выровнены в состоянии покоя. Поэтому если датчик приходит в движение, то эти лучи создают интерференционную картину.
В классических интерферометрических системах чем дальше распространяется свет, тем точнее становится система. Чтобы обеспечить высокую точность миниатюрных оптомеханических датчиков, физики использовали квантовую запутанность.
Как объясняют ученые, метод основан на том, что вместо того, чтобы разделить свет один раз, чтобы он отражался от датчика и зеркала, они разделили каждый луч дважды, чтобы свет отражался от двух датчиков и двух зеркал. Удвоение датчиков позволило повысить их точность, так как квантовая запутанность повышает уровень координации. В качестве датчиков использовались мембраны толщиной всего 100 нм, которые двигаются в ответ на очень небольшие силы. Измерения спутанных лучей оказались на 40% точнее, чем измерения обычных, к тому же скорость этих измерений повысилась на 60%.
По словам исследователей, их изобретение может быть использовано для инерциальной навигации в местах, где нет спутников GPS или внутри зданий, где нужно отследить перемещение человека по разным этажам. Кроме того, с их помощью можно измерять минимальные гравитационные возмущения, связанные с темной материей.
Исследователи продолжат работать над миниатюризацией устройства, чтобы его можно было встроить в прибор размером со смартфон.
Источник: Хайтек.фм
распечатать статью
