Nuevo método de detección cuántica promete mejorar la detección de gases de efecto invernadero

4 de abril de 2023

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por la Universidad de Brístol

Se ha propuesto una técnica nueva e innovadora para detectar y caracterizar moléculas con mayor precisión, allanando el camino para avances significativos en el control ambiental, el diagnóstico médico y los procesos industriales.

El nuevo método de detección cuántica, presentado por un físico de la Universidad de Bristol, se basa en el trabajo de los premios Nobel de física de 2005 John Hall y Theodor Hänsch, quienes desarrollaron una técnica de peine de frecuencia para medir con precisión las frecuencias ópticas. Los peines de frecuencia se implementan en muchas áreas de la ciencia y la industria para caracterizar la materia en función de la forma única en que se absorbe la luz.

Sin embargo, la precisión de la espectroscopia de peine óptico está limitada por un nivel fundamental de ruido presente en todos los láseres y otras fuentes clásicas de luz. Un estado cuántico con ruido reducido llamado "luz comprimida" puede superar esta limitación y se ha aprovechado para mejorar la sensibilidad de los detectores de ondas gravitacionales.

En un artículo publicado en Physical Review Letters, se muestra que la luz comprimida suprime significativamente el ruido en un amplio conjunto de frecuencias de peine utilizadas para sondear una molécula absorbente.

Autor Alex Belsley, Doctor en Ingeniería Cuántica. estudiante, dijo: "Este trabajo propone un nuevo método para monitorear especies de gas in situ y con alta precisión. La ventaja cuántica en la detección se puede lograr hoy y estoy emocionado por el impacto transformador que los sensores mejorados cuánticamente tendrán en nuestra sociedad en el futuro". próximos años."

Este enfoque novedoso podría potencialmente lograr una mejora de más de diez veces en los límites de detección. Además de permitir caracterizar diferentes tipos de gases en concentraciones ultrabajas, también puede determinar propiedades importantes como la temperatura y la presión con alta sensibilidad.

El profesor Jonathan Matthews, codirector de Quantum Engineering Technology Labs y Ph.D. de Alex Belsley. asesor, dijo: "Mejores sensores son importantes para nuestro futuro. La atención médica, la fabricación, el monitoreo ambiental y la nueva ciencia en sí misma, se benefician de los avances en la forma en que medimos las propiedades físicas. El trabajo de Alex muestra cómo la luz comprimida puede mejorar la espectroscopia de peine de frecuencia: el siguiente paso es explorar más con experimentos en el laboratorio".

Más información: Alexandre Belsley, Espectroscopía de absorción mejorada cuánticamente con peines de frecuencia exprimidos brillantes, Cartas de revisión física (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.133602

Información del diario:Cartas de revisión física

Proporcionado por la Universidad de Bristol