تتقلص تكنولوجيا الفضاء مع اختبار حدود فيزياء الكم
بواسطة كتاب الموظفين
وارويك المملكة المتحدة (SPX) 22 يونيو 2023
يقوم كونسورتيوم على مستوى المملكة المتحدة بتطوير تقنيات لاستخدام الجسيمات النانوية كأحدث مستشعرات على أقمار صناعية صغيرة بحجم صندوق الأحذية تُعرف باسم CubeSats.
مُنحت جامعات وارويك وسوانسي وستراثكلايد 250 ألف جنيه لمزيد من البحث في الجسيمات النانوية وفيزياء الكم في تطبيق تكنولوجيا الفضاء.
أظهرت التطورات الحديثة في مجال ميكانيكا البصريات المرتفعة (حركة الجزيئات الصغيرة التي يتم الاحتفاظ بها وقياسها في الفضاء الحر بواسطة ضوء الليزر) ، أن الجسيمات النانوية يمكن أن تظهر سلوكيات تحكمها قوانين ميكانيكا الكم (وهي نظرية أساسية تصف كيف الذرات و تتفاعل الجسيمات دون الذرية).
وقد أدى ذلك إلى فحص الجسيمات النانوية ، التي هي أكبر ألف مرة من الذرة وألف مرة من حبة الرمل الواحدة ، كأجهزة استشعار جديدة في ظروف معملية. لكن العلماء لم يطبقوا هذا بعد على العالم الحقيقي - وما بعده.
الآن ، في برنامج تقنيات التمكين الذي تموله وكالة الفضاء البريطانية (UKSA) ، يدفع الباحثون حدود تكنولوجيا الكم بحيث يمكن استخدام الجسيمات النانوية كمستشعرات في الفضاء. "التقنيات البصرية الميكانيكية في الفضاء" (LOTIS) هو مشروع مدته 18 شهرًا لتطوير تقنيات لتمكين الأجهزة المحمولة في الفضاء في المستقبل باستخدام الجسيمات النانوية.
ستطور LOTIS أجهزة صغيرة وخفيفة الوزن ، وبدلاً من الأقمار الصناعية بحجم السيارة ، يمكن أن تناسب الأقمار الصناعية النانوية الأكثر إحكاما بحجم صندوق الأحذية ، والمعروفة باسم CubeSats. هذا النهج يقلل بشكل كبير من تكاليف التطوير والإطلاق.
هناك العديد من التطبيقات للجسيمات النانوية كمستشعرات. لا يُعرف سوى القليل عن كثافة الغلاف الحراري - وهي طبقة من الغلاف الجوي للأرض تبدأ على ارتفاع 80 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر ، ويمكن لهذه التقنية أن تلقي ضوءًا تفصيليًا على هذا. تحديد كثافة المنطقة له تطبيقات الرحلات الفضائية ؛ فهم السحب الذي تتعرض له الأقمار الصناعية في المدار ، مما يساعد على رسم خريطة لمساراتها.
يهدف المشروع أيضًا إلى تطوير أجهزة قياس الجاذبية (أجهزة لقياس مجالات الجاذبية) ، والتي تكون مفيدة بشكل خاص على الأرض كأداة في الجيوفيزياء ورصد الأرض. عندما تتخلل الجاذبية من خلال الأجسام غير الشفافة ، يمكن لمقاييس الجاذبية أن تساعد في رسم خريطة لما هو تحت الأرض - وهو مفيد بشكل خاص للهندسة المدنية أو مراقبة طبقات المياه الجوفية.
ستدعم LOTIS أيضًا تقنيات مهمة الرنانات الكمومية (MAQRO) المقترحة والتي تسعى إلى اختبار تنبؤات ميكانيكا الكم للأجسام الأكبر حجمًا ، ذات الكتل الأكبر. يعد هذا أمرًا حيويًا لفهم صحة ميكانيكا الكم - والتي تصف عادةً سلوك الأجسام الصغيرة والذرات والجسيمات دون الذرية ، ولكن ليس الأشياء الأكبر من ذلك.
قال الدكتور جيمس بيتمان ، الفيزياء ، جامعة سوانسي: "يسعدني أن أقود مشروع UKSA ، الذي سيخلق التقنيات اللازمة لإنشاء منصة استشعار فعالة لكل من التطبيقات الفضائية والأرضية. يتألف فريقنا من خبراء في السواتل النانوية ، والاستشعار الكمومي ، وميكانيكا البصريات التجريبية ، وسيساعد هذا المشروع في جعل أجهزة الاستشعار البصرية الميكانيكية المرتفعة حقيقة واقعة ".
قال البروفيسور أنيمش داتا ، خبير الفيزياء النظرية في جامعة وارويك: "LOTIS هي خطوة ملموسة نحو تحقيق جيل جديد من التجارب التي ستساعد في تسليط الضوء على واجهة ميكانيكا الكم والجاذبية. إنني أتطلع إلى المساهمة في نجاحها ".
وأضاف الباحث في نظرية الكم ، الدكتور دانيال أوي ، الفيزياء ، جامعة ستراثكلايد: “نقوم بتطوير مستشعرات عالية الحساسية للأقمار الصناعية والتي يتم تقليل حجمها بشكل كبير وقادرة على إجراء قياسات لبيئة الفضاء. هذا جزء من برنامج دولي أوسع لتكنولوجيا الكم والذي سيمتد تطبيقاته من تطبيقات مرتبطة بالأرض والفضاء ".
روابط ذات صلة
ميكانيكا النظر المرفوعة
جامعة وارويك
فهم الزمان والمكان
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- تمويل EVM. واجهة موحدة للتمويل اللامركزي. الوصول هنا.
- مجموعة كوانتوم ميديا. تضخيم IR / PR. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- المصدر https://www.spacedaily.com/reports/Space_tech_to_shrink_as_the_limits_of_quantum_physics_are_tested_999.html
