توسعه حسگری که سیگنال‌های الکترومغناطیسی را با هر فرکانسی تشخیص دهد
تاریخ انتشار: ۱۳ تیر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۵۴۰۲۲۴۰
یک حسگر کوانتومی می‌تواند سیگنال‌های الکترومغناطیسی را با هر فرکانسی تشخیص دهد. محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) قابلیت‌های این آشکارساز‌های نانویی فوق حساس را با کاربرد‌های بالقوه گسترش می‌دهند.
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک حسگر کوانتومی می‌تواند سیگنال‌های الکترومغناطیسی را با هر فرکانسی تشخیص دهد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
حسگر‌های کوانتومی که کوچک‌ترین تغییرات میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی را تشخیص می‌دهند، اندازه‌گیری‌های دقیقی را در علم مواد و فیزیک بنیادی ممکن کرده‌اند. اما این حسگر‌ها تنها قادر به تشخیص چند فرکانس خاص بوده که این موضوع کارایی آن‌ها را محدود می‌کند. به تازگی محققان روشی را توسعه داده‌اند که چنین حسگر‌هایی را قادر می‌سازد تا فرکانس‌های دلخواه را، بدون از دست دادن توانایی اندازه‌گیری ویژگی‌های مقیاس نانومتری، شناسایی کنند.
این تیم سیستم جدیدی ابداع کرده، که آن را میکسر کوانتومی می‌نامند. در این سیستم، فرکانس دوم با استفاده از پرتو امواج مایکروویو به آشکارساز تزریق می‌شود. این فرکانس میدان مورد مطالعه را به فرکانس متفاوتی تبدیل می‌کند – تفاوت بین فرکانس اصلی و سیگنال اضافه شده – که به فرکانس خاصی که آشکارساز به آن حساس است تنظیم می‌شود. این فرآیند ساده آشکارساز را قادر می‌سازد تا در هر فرکانس دلخواه، بدون از دست دادن وضوح فضایی در مقیاس نانو حسگر، به خانه وارد شود.
این تیم در آزمایش‌های خود، از یک دستگاه خاص مبتنی بر آرایه‌ای از مراکز خالی نیتروژن در الماس، یک سیستم حسگری کوانتومی پرکاربرد استفاده کردند و با موفقیت تشخیص سیگنالی با فرکانس ۱۵۰ مگاهرتز را با استفاده از آشکارساز کیوبیت با فرکانس۲٫۲ گیگاهرتز، نشان دادند، تشخیصی که بدون مالتی پلکسر کوانتومی غیرممکن است.
وانگ می‌گوید در حالی که آزمایش‌های آن‌ها از این سیستم خاص استفاده می‌کند، همین اصل را می‌توان برای هر نوع حسگر یا دستگاه کوانتومی نیز اعمال کرد. این سیستم مستقل خواهد بود و آشکارساز و منبع فرکانس دوم همه در یک دستگاه بسته بندی می‌شوند.
وانگ می‌گوید که از این سیستم می‌توان به‌عنوان مثال برای مشخص کردن جزئیات عملکرد آنتن مایکروویو استفاده کرد. او می‌گوید: «این فناوری می‌تواند توزیع میدان تولید شده توسط آنتن را با وضوح نانومقیاس مشخص کند، بنابراین از این جهت بسیار امیدوارکننده است.
راه‌های دیگری برای تغییر حساسیت فرکانس برخی از حسگر‌های کوانتومی وجود دارد، اما این روش‌ها نیازمند استفاده از دستگاه‌های بزرگ و میدان‌های مغناطیسی قوی هستند که جزئیات دقیق را محو می‌کنند و دستیابی به وضوح بسیار بالایی را که سیستم جدید ارائه می‌دهد غیرممکن می‌سازد. وانگ می‌گوید امروزه در چنین سیستم‌هایی، «شما باید از یک میدان مغناطیسی قوی برای تنظیم حسگر استفاده کنید، اما این میدان مغناطیسی به طور بالقوه می‌تواند خواص کوانتومی مواد را بشکند، که می‌تواند بر پدیده‌هایی که می‌خواهید اندازه‌گیری کنید تأثیر بگذارد.»
منبع: خبرگزاری دانشجو
کلیدواژه: حسگر الکترو مغناطیس فرکانس حسگر ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۴۰۲۲۴۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
شناسایی بیماری‌های عفونی با نانوکامپوزیت آراسته به طلا
به گزارش خبرگزاری مهر، در مقاله‌ای که در مجله Langmuir منتشر شده است، دانشمندان توضیح دادند که بیشتر آزمایش‌هایی که امروز استفاده می‌شود مبتنی بر واکنش‌های آنتی‌ژن و آنتی‌بادی است. ماده فلورسانس یا پروب ذرات رنگی به آنتی‌بادی‌ها وصل می‌شود تا نتیجه مشخص شود. هنگامی که آنتی‌بادی‌ها به ویروسی مانند SARS-COV-۲ می‌چسبند، این پروب‌ها حضور ویروس را اعلام می‌کنند. استفاده از نانوذرات رنگی به دلیل سادگی در اجرای آن و تجهیزات علمی کمی برای انجام آزمایشات بسیار مورد توجه است.
نانوذرات طلا رنگی با ثبات شیمیایی بالا و جذب پلاسمون منحصر به فرد، به طور گسترده به عنوان پروب در آزمایشات ایمنی‌سنجی استفاده می‌شوند. به گفته محققان، چنین موادی دارای تطبیق‌پذیری بالایی هستند و رنگ‌های آن‌ها بر اساس اندازه و شکل تغییر می‌کند. علاوه بر این، سطح آن‌ها را می‌توان با استفاده از ترکیبات تیول اصلاح کرد.
در آزمایش‌های معمولی که از نانوذرات طلا رنگی استفاده می‌کنند، اغلب باید چگالی نوری نانوذرات طلا را تقویت کنند، به طوری که پزشکان بتوانند به راحتی قدرت سیگنال تولید شده توسط تعامل بین آنتی‌بادی‌ها و ماده هدف را اندازه‌گیری کنند. با افزایش میزان نانوذرات طلا می‌توان تا حدی سیگنال را بهبود داد اما مقدار بسیار زیادی از نانوذرات طلا نیاز است. برای حل این مشکل محققان چیدمان جدیدی از نانوذرات طلا ارائه کردند.
محققان روش جدیدی به نام رسوب خودسازمانده (SORP) را پیشنهاد کردند. SORP با حل کردن پلیمرها در حلال‌های آلی کار می‌کند. پس از اینکه حلال آلی توسط تبخیر حذف شد، پلیمرها با هم جمع می‌شوند و ذرات ریز را تشکیل می‌دهند.
هیروشی یابو، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: «با استفاده از پلیمرهای تزئین‌شده با نانوذرات طلا که توسط SORP جمع‌آوری شده‌اند، تصمیم گرفتیم ببینیم چقدر در تشخیص ویروس آنفولانزا موثر هستند و آیا حساسیت بیشتری در تشخیص واکنش‌های آنتی‌ژن-آنتی‌بادی دارد یا خیر. روش ما منجر به چگالی نوری بالاتری نسبت به نانوذرات طلا شد.»
یافته‌های این گروه نشان داد که می‌توان از این فناوری در فضای خارج از آزمایشگاه نیز استفاده کرد.
کد خبر 6087499
پخش زنده بازیهای فوتبال امروز جمعه ۷ اردیبهشت از تلویزیون + سایت آنتن و آپارات