Группа ученых из Великобритании представила прототип нового квантового сенсора, который в перспективе способен изменить подходы к фундаментальной физике. Разработкой устройства занимались специалисты Имперского колледжа Лондона, а научную базу для проекта обеспечили профессор теоретической физики Джон Эллис и доцент Кристофер Маккейб из Королевского колледжа Лондона. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
В основе работы датчика лежит метод атомной интерферометрии — приборы используют лазеры для фиксации квантового поведения атомов. Испытания показали, что сравнение данных двух независимых интерферометров позволяет эффективно устранять экспериментальные помехи. Это свойство дает возможность выделять полезные сигналы там, где раньше измерения оказывались бесполезными из-за уровня шума.
По словам профессора Джона Эллиса, текущее достижение имеет значение, сравнимое с первыми экспериментами на малых ускорителях частиц. До запуска Большого адронного коллайдера именно такие прототипы доказали жизнеспособность технологии, хотя и не привели к немедленным открытиям. Новый сенсор демонстрирует способность восстанавливать сигналы, которые прежде были недоступны для измерения, прокладывая путь для будущих экспериментов.
Потенциальные области применения разработки выходят далеко за пределы лабораторий. Ученые отмечают, что масштабированные версии датчика могут найти применение в геодезии — для точного картирования пустот в земной коре. Кроме того, технология востребована в климатическом мониторинге для отслеживания факторов окружающей среды, а также в создании навигационных систем, которые могли бы стать альтернативой GPS, подверженной помехам.
Доктор Кристофер Маккейб подчеркнул, что атомная интерферометрия находится на стыке квантовых технологий, космологии и физики частиц. Особый интерес для исследователей представляет природа темной материи — одна из самых сложных загадок современной науки. Продолжается работа над масштабированием систем.
Ранее физики превратили алмазную пыль в квантовые сенсоры.
