Нов квантов сензор измерва енергия под един зептоджаул

Нощ на учените 2026 · онлайн

Дигитални ресурси

Всички ресурси
Броеве за четене онлайнСпецброеве за изкуствения интелект и за атома, брой 200 на „Българска наука“ и вестник „Homo Sciens“.Разгледай броевете 17 нови филма за български учениОт Стамен Григоров и бактерията на киселото мляко до генетика Дончо Костов.Гледай видеата 30 години „Мария Склодовска-Кюри“ на една картаВсички проекти по програмата от 1996 до 2026 г. – и кой с кого работи.Отвори картата Архив от минали НощиФилми, лекции и броеве от Нощите на учените 2019–2023.Към архива

 

Учени от Финландия са постигнали нова граница в свръхчувствителните измервания: устройство, което засича енергия под един зептоджаул. Зептоджаулът е толкова малка единица, че е трудно да се усети интуитивно — става дума за 10^-21 джаула. В публикацията резултатът е представен като калориметрично измерване на електромагнитен импулс с енергия 0,83 зептоджаула.

Защо това е важно? Защото в квантовите технологии често трябва да се измерват изключително слаби сигнали, без самото измерване да разруши системата. Фотоните — частиците на светлината — могат да носят много малко енергия, особено в микровълновия диапазон, който се използва в част от съвременните квантови компютри. Ако учените могат надеждно да измерват такива слаби сигнали, това може да помогне както за по-добро „четене“ на квантови устройства, така и за нови експерименти в астрофизиката.

Екипът е ръководен от проф. Мико Мьотьонен от университета Аалто, в сътрудничество с IQM и VTT. Изследването е публикувано в Nature Electronics под заглавие „Zeptojoule calorimetry“.

Устройството е калориметър — инструмент, който измерва енергия чрез много малка промяна в топлината. В случая сензорът е изграден от комбинация от свръхпроводящи и нормално проводящи метали. Свръхпроводниците са материали, в които електричеството може да протича без съпротивление при много ниски температури. Именно тази особеност ги прави полезни, но и деликатни: дори миниатюрна промяна в температурата може да отслаби свръхпроводимото състояние.

Точно върху тази „крехкост“ стъпва новият подход. Когато изключително слаб микровълнов импулс достигне сензора, той внася малко количество енергия и променя температурата в ултрастудената проводяща част. След внимателно филтриране на сигнала учените потвърждават, че са измерили енергия под един зептоджаул.

Една от потенциалните цели е броене на единични фотони. Това е важно не само за квантовите технологии, но и за експерименти, които търсят много слаби космически сигнали. В ScienceDaily е цитирана възможна връзка с търсенето на аксиони — хипотетични частици, които са сред кандидатите за тъмна материя. Тук е важно да се каже ясно: сензорът не е открил тъмна материя. Той е технологична стъпка към по-чувствителни измервания, които някой ден може да бъдат полезни в такива експерименти.

Друга практична посока са квантовите компютри. Много квантови процесори работят при температури от порядъка на мили-келвини — изключително близо до абсолютната нула. Калориметърът работи в сходна температурна среда, което означава, че в бъдеще подобни устройства биха могли да бъдат интегрирани по-естествено в квантови системи, без да се налага сигналът да бъде усилван или извеждан към по-топли компоненти.

Засега това е лабораторен резултат, а не готова технология за масово приложение. Но значението му е в това, че отваря врата към измерване на енергийни промени на граница, която досега е била изключително трудна за достигане с калориметрични методи. В квантовия свят често напредъкът започва не с „по-мощни“ машини, а с по-тихи и по-точни начини да чуем най-слабите сигнали на природата.

 

Източници

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance (opens in a new tab)
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.