Stolní detektor gravitačních vln s nanodiamantem by mohl převrátit fyziku  
Klasické gravitační detektory mají kilometrové velikosti. Pokud vznikne detektor založený na nanodiamantu s NV (nitrogen-vacancy) centrem, tak by se vešel na stůl. S takovým zařízením by bylo možné nejen chytat gravitační vlny, ale také měřit spoustu dalších věcí v extrémní nebo třeba kvantové fyzice.
NV centrum v diamantu. Kredit: NIST.
NV centrum v diamantu. Kredit: NIST.

Chtěli byste si detekovat gravitační vlny v pokoji? Zní to šíleně. Soudobé gravitační observatoře, jako je třeba slavné LIGO mají rozměry v kilometrech. Jenomže to není hoax. Ryan Marshman z britské University College London a jeho kolegové navrhli detektor gravitačních vln s nanodiamantem, který by se vešel na stůl. Jestli takový detektor skutečně spatří světlo světa, tak to bude znamenat revoluci ve fyzice.

 

Ryan Marshman. Kredit: R. Marshman.
Ryan Marshman. Kredit: R. Marshman.

Malý detektor gravitačních vln Marshmanova týmu obsahuje nanodiamant s defektem, takzvaným NV (nitrogen-vacancy) centrem. Takový defekt vznikne nahrazením dvou atomů uhlíku z krystalové mřížky diamantu atomem dusíku (nitrogen) a prázdným místem (vacancy).

 

Jak by něco takového mohlo detekovat gravitační vlny, když pro mamutí detektory LIGO je to hraniční záležitost? Autoři designu detektoru k tomu využívají elektron umístěný ve zmíněném NV centrum nanodiamantu. Z jeho magnetického spinu je totiž možné odečítat nepatrné interference, které vyvolávají procházející gravitační vlny, takže zařízení funguje jako svého druhu interferometr. V tomto případě funguje celý nanodiamant jako velký kvantový objekt.

 

University College London, logo.
University College London, logo.

Dnešní nejlepší interferometry pro detekci gravitačních vln, tj. LIGO apod., jsou gigantické a používají k měření laserový paprsek. Stolní detektor gravitačních vln s nanodiamantem využívá kvantový jev aktivovaný fotonem. Jak uvádějí badatelé, nová technologie, která vlastně vznikla jako byprodukt jiného výzkumu, se uplatní i v dalších typech měření, než je zrovna detekce gravitačních vln. Lze ji využít v mnoha různých situacích v řadě odvětví, jako je například fyzika ultranízkých energií anebo vývoj kvantových počítačů.

 

Jistou vadou na kráse je, že zatím jde o zcela teoretický výzkum. Potřebné technologie jsou sice již k dispozici, pro postavení stolního gravitačního detektoru ale bude nutné vyvinout nová technická řešení. Prý by to ale nemělo trvat moc dlouho, takže takový detektor by měl být k dispozici v relativně dohledné době. Vývoj gravitačního detektoru s nanodiamantem je součástí výzkumného programu, jehož cílem je zjistit, zda je gravitace kvantovým jevem. V příštích desetiletích se můžeme těšit na spoustu zajímavých výsledků.

 

Video: Exploring New Worlds with Quantum Diamonds – Ron Walsworth

 

 

Literatura

Popular Mechanics 8. 9. 2020.

New Journal of Physics 6. 8. 2020.

Datum: 11.09.2020
Tisk článku

Lokální ošetřování ran a defektů na kůži - Pejznochová Irena
 
 
cena původní: 118 Kč
cena: 118 Kč
Lokální ošetřování ran a defektů na kůži
Pejznochová Irena
Související články:

Nejmenší a nejodolnější rádio světa funguje díky defektům v diamantu     Autor: Stanislav Mihulka (20.12.2016)
Miniaturní urychlovače přicházejí: AWAKE urychlil první elektrony!     Autor: Stanislav Mihulka (31.08.2018)
Ultrarychlý zdroj fotonů otevírá cestu ke kvantovému internetu     Autor: Stanislav Mihulka (17.10.2018)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace