Kvantesensorer kan være markant mere præcise end konventionelle sensorer og bruges til jordobservation, navigation, materialetest og kemisk eller biomedicinsk analyse, for eksempel. Tu Darmstadt -forskere har nu udviklet og testet en teknik, der gør kvantesensorer endnu mere præcis.
Hvad er der bag denne teknologi? Kvantesensorer, der er baseret på bølgekarakteren af atomer, bruger kvanteinterferens til at måle accelerationer og rotationer med ekstremt høj præcision. Denne teknologi kræver optimerede stråleplitter og spejle til atomer. Imidlertid kan atomer, der afspejles på utilsigtede måder, betydeligt forringe sådanne målinger.
Forskerne bruger derfor specielt designet lysimpulser som hastighedsselektive atomspejle, som afspejler de ønskede atomer og tillader parasitatomer at passere. Denne tilgang reducerer støjen i signalet, hvilket gør målingerne meget mere præcise. Forskningen offentliggøres i tidsskriftet Fysisk gennemgangsforskning.
Teknikken er især vigtig for den nyeste generation af kvantesensorer: for yderligere at øge følsomheden undersøges overførslen af overordentlig høje hastigheder i øjeblikket, som på den anden side introducerer yderligere parasitiske atomstier.
Med den teknik, der er udviklet på Tu Darmstadt af forskerteamene fra prof. Birkl og professor Giese, kan denne uønskede bivirkning mindskes. Specifikke fordele ved hurtig implementering opstår som følge af, at “dikroiske spejlpulser” kan integreres problemfrit i eksisterende systemer.
Dette gennembrud gør det muligt for forskere over hele verden at skubbe grænserne for præcisionsmålinger og udvikle forbedrede enheder til både grundlæggende kvantefysikforskning og praktiske anvendelser af kvantesensorer.