🟠مغناطیس‌سنج کوانتومی فشرده چینی اهداف پنهان را در آزمون‌های میدانی ردیابی می‌کند

❗️پژوهشگران چینی در همکاری مشترک بین دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) و آزمایشگاه‌های وابسته به صنعت کشتی‌سازی، موفق به توسعه یک مغناطیس‌سنج کوانتومی فشرده (ابزاری برای اندازه‌گیری فوق‌دقیق میدان‌های مغناطیسی بر پایه خواص اتمی) شده‌اند که گامی مهم در عملیاتی‌کردن #حسگرهای_کوانتومی خارج از آزمایشگاه محسوب می‌شود.

🔹این دستگاه با استفاده از پمپش نوری (optical pumping؛ به‌کارگیری پرتو لیزر برای جهت‌دهی اسپین اتم‌ها) عمل می‌کند و به محض اینکه میدان مغناطیسی محیط باعث تغییر در رفتار اتم‌های #روبیدیم شود، این تغییرات را ثبت می‌نماید.

🔸برای دستیابی به فشردگی مورد نیاز، محققان پروب حسگر را به حجم ۷ سانتی‌متر مکعب (در ابعاد فیزیکی ۳ در ۱.۵ در ۱.۵ سانتی‌متر) رسانده‌اند. در قلب این پروب، یک سلول بخار قرار دارد که هر ضلع آن تنها ۴ میلی‌متر است و کل سیستم با توان مصرفی حدود ۵ وات فعالیت می‌کند.

🔹از نظر دقت فنی، این سامانه عملکردی استثنایی دارد؛ #نویز اندازه‌گیری‌شده در این ابزار حدود ۵ میلیون بار کوچک‌تر از شدت میدان مغناطیسی پس‌زمینه در محیط آزمایش بوده است. سیستم برای تحریک اتم‌ها از یک سیگنال مدولاسیون دقیق با فرکانس ۴۱ هرتز استفاده می‌کند که به پایداری بیشتر خروجی کمک می‌کند.

🔸 همچنین، معماری دیجیتال دستگاه قادر است داده‌های میدان مغناطیسی را با نرخ بسیار بالا پردازش کرده و تغییرات محیطی را تا بازه ۲۰۰۰ واحدی با دقتِ ردیابیِ نیم‌ثانیه‌ای (یا سریع‌تر) دنبال کند. این ترکیبِ ابعاد کوچک و پردازش دقیق، به دستگاه اجازه می‌دهد تغییرات میدان را معادل نصف شدت میدان پس‌زمینه در مدت‌زمان تنها ۱ ثانیه شناسایی کند.

🔹این ابزار برای مقابله با پدیده «از دست رفتن قفل» (losing lock؛ حالتی که تداخل باعث قطع ردیابی فرکانس اتمی می‌شود) به یک مکانیزم هوشمند مجهز شده است. محققان با پیاده‌سازی روش پایش هارمونیک دوم (بررسی مؤلفه‌ای در سیگنال نوری با دو برابر بسامد مدولاسیون برای تشخیص وجود تشدید)، سیستمی طراحی کرده‌اند که در صورت بروز تداخل شدید، ابزار می‌تواند در کمتر از ۱ ثانیه مجدداً قفل تشدید را پیدا کرده و اندازه‌گیری را از سر بگیرد.

🔸 توانمندی این دستگاه در آزمایش‌های میدانی، شامل شناسایی اثرات مغناطیسی حرکت قطارهای زیرزمینی، یافتن یک آهنربای دفن‌شده و رصد یک طوفان ژئومغناطیسی به اثبات رسیده است. این دستاورد، افق‌های جدیدی را برای کاربردهای #دفاعی نظیر جنگ ضدزیردریایی (anti-submarine warfare؛ تکنیک‌های ردیابی و شناسایی زیردریایی‌ها بر پایه آثار مغناطیسی) و همچنین اکتشافات زمین‌شناسی و شناسایی مهمات دفن‌شده در شرایط سخت محیطی باز می‌کند.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #حسگری_کوانتومی #مغناطیس‌سنج_کوانتومی