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Verbesserung der Empfindlichkeit von Schwerewellensensoren

12.03.2022

Physiker der University of Western Australia haben eine neue Technologie entwickelt, die darauf abzielt, die Empfindlichkeit von Gravitationswellensensoren, die bereits heute die genauesten wissenschaftlichen Instrumente sind, weiter zu erhöhen. Die Einführung neuer Technologien wird die Empfindlichkeit auf ein Niveau heben, das bisher nur durch den Bau neuer Sensoren erreicht werden konnte, deren Abmessungen die bestehenden übersteigen.

Die Technologie nutzt eine „Symbiose“ aus Quasiteilchen, bei denen es sich um Quanten von Schallschwingungen, Phononen genannt, und Lichtphotonen eines speziellen Lasers handelt. Die entstehenden Quasi-Teilchen höherer Komplexität führen ihre eigenen Schwingungen mit einer milliardenfachen Frequenz pro Sekunde durch, all dies geschieht ohne Energieverlust und wird zur Verstärkung des Signals der Gravitationswellensensoren verwendet.

Das Hauptproblem, das es nicht erlaubte, etwas Ähnliches früher zu implementieren, besteht darin, dass Phononen, die Träger von Quanteninformationen sind und als Signalverstärker fungieren, buchstäblich in einer großen Anzahl zufälliger Phononen verloren gehen, die als thermischer Rauschhintergrund bezeichnet werden.

Die Lösung in diesem Fall war eine Technologie namens White Light Signal Recycling (WLSR), und die Schlüsselkomponente war der sogenannte Phononikkristall (PNC)-Resonator, der aus einem hochreinen Quarzkristall hergestellt wurde. Dieser Resonator hat eine ziemlich komplexe Form mit abwechselnden Löchern mit unterschiedlichen Durchmessern und Vorsprüngen, die an bestimmten Stellen erzeugt werden. Die Ansicht und Struktur des PNC-Resonators wird deutlicher in den hier gezeigten Bildern gezeigt.

Die Verwendung eines auf eine Temperatur von 1 Kelvin gekühlten PNC-Resonators und eines ziemlich komplexen optischen Systems, das Laser, Spiegel, Linsen und andere Komponenten umfasst, ermöglichte es, ein WLSR-Interferometer und gleichzeitig einen Signalverstärker zu schaffen in einem weiten Frequenzbereich zu arbeiten, in den Frequenzen von Signalen von Gravitationswellen verschiedener Art eintreten. Allein durch den Einsatz des neuen WLSR-Interferometers lässt sich die Empfindlichkeit von Stromsensoren um mindestens das 40-fache steigern.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Threads Tracking-Gas 14.03.2020

Verschiedene elektronische Geräte zur Bestimmung des Vorhandenseins bestimmter schädlicher Gase in Räumen oder in der gesamten Atmosphäre sind natürlich weit verbreitet und verbreitet, haben aber immer noch einen relativ hohen Herstellungs- und Verkaufspreis, was sie oft nicht ganz geeignet macht ihr Zweck. .

Aus diesem Grund präsentierte ein Team von Spezialisten für Chemieingenieurwesen der Tufts University in Massachusetts seine neue interessante Entwicklung von speziell farbigen Fäden, die in den Stoff von Kleidung eingebettet sind und das Vorhandensein schädlicher und gefährlicher Verunreinigungen in der Atmosphäre erkennen können, indem sie dies durch Änderung ihrer Grundfarbe demonstrieren .

Eine solche Entwicklung hat, wie aus der Vorbeschreibung deutlich wird, eine wirklich bemerkenswerte Qualität und einen niedrigeren Preis im Vergleich zu herkömmlicher Signalelektronik. Die Fäden selbst sind eine Kombination aus speziellen Stoffen und Polymeren, die mit Farbstoffen behandelt wurden, nämlich MnTPP-Farbstoff, blauem Bromthymol und rotem Methyl. Die ersten beiden können das Vorhandensein von Ammoniumgas erkennen und der dritte - Sauerstoffchlorid.

Anschließend machten sie ihre Oberfläche widerstandsfähiger und fester, indem sie sie mit Essigsäure behandelten, und fügten anschließend ein organisches Polymer namens Polydimethylsiloxan – kurz PDMS – hinzu, das den äußeren Mantel der farbigen Fäden chemisch stabiler machte und gleichzeitig ermöglichte es, die Farbanzeige des Lacks zu ändern, je nach Anwesenheit eines bestimmten schädlichen Gases in der Atmosphäre. Anzumerken ist, dass die Entwicklung bislang experimentell ist und keinen Anspruch auf weite Verbreitung auf dem Markt und in der Medizin allgemein erhebt.

Eine ähnliche Gewebeoption, die Spuren von schädlichen Gasverunreinigungen erkennen kann, kann auf lange Sicht wirklich großartig sein und als chemische und technische Grundlage für die Erstellung noch vielseitigerer und genauerer Designs in diesem Segment dienen. Daher müssen wir auf Neuigkeiten über den Fortschritt in der Entwicklung und Modernisierung eines solchen farbigen Stoffes warten, die in Zukunft sicherlich alle überraschen werden!

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