Լոնդոնի Թագավորական քոլեջի գիտնականները ներկայացրել են աշխարհում առաջին զգայցիչը (սենսորը), որը կարող է միաժամանակ լևիտացիայի մեջ պահել շուրջ հարյուր ապակյա միկրոմասնիկներ և հետևել դրանց շարժմանը ռեկորդային ճշգրտությամբ։ Աշխատանքը հրապարակվել է Nature Communications ամսագրում։

Մեկ մասնիկից դեպի ամբողջ ամպ

Ավանդական լևիտացիոն զգայցիչներն աշխատում են մեկ միկրոմասնիկի հետ, որը վակուումում մեկուսացված է արտաքին թրթռումներից և ջերմային աղմուկից։ Սա թույլ է տալիս գրանցել արագացման չնչին փոփոխությունները, սակայն խիստ սահմանափակում է չափումների արագությունն ու մասշտաբը։

Լոնդոնյան թիմն առաջին անգամ լուծել է խնդիրը. այժմ էլեկտրամագնիսական թակարդներում սավառնում են միանգամից տասնյակ և հարյուրավոր մասնիկներ, իսկ դրանց դիրքը վերահսկվում է անհատապես և կոլեկտիվ։

Կարևոր բեկումն է նեյրոմորֆային տեսախցիկի օգտագործումը, որը նմանակում է մարդու աչքի աշխատանքը։ Ամբողջական կադր նկարելու փոխարեն, այն գրանցում է միայն փոփոխությունները՝ կտրուկ նվազեցնելով տվյալների ծավալը և բարձրացնելով թարմացման հաճախականությունը։

«Մենք ստեղծել ենք անհավանական զգայունության մանրադիտակային զգայցիչ։ Իսկ տեխնոլոգիան, որը հիմնված է այն բանի վրա, թե ինչպես է ուղեղը ընկալում տեսողական տեղեկատվությունը, թույլ է տալիս մեզ կառավարել մասնիկների շարժումը բարձր արագությամբ», – բացատրել է պրոֆեսոր Ջեյմս Միլլենը, Քվանտային հետազոտությունների կենտրոնի տնօրենը։

Մութ մատերիայից մինչև նավիգացիա առանց GPS-ի

Մասնիկները քվանտային ռեժիմի սառեցնելիս զգայցիչը կկարողանա գրանցել չափազանց թույլ ուժերը՝ սկսած գրավիտացիոն ալիքներից մինչև մութ մատերիայի մասնիկների հետ հիպոթետիկ փոխազդեցություններ։ ԱԲ ալգորիթմները (Արհեստական Բանականության ալգորիթմները) իրական ժամանակում վերլուծում են յուրաքանչյուր մասնիկի և ամբողջ ամպի վարքագիծը, ճնշում են աղմուկները և կայունացնում համակարգը։

Գիտնականները կանխատեսում են, որ գերցածր էներգիայի սպառման շնորհիվ 5–10 տարի հետո նման բազմազգայցիչները հնարավոր կլինի ինտեգրել անմիջապես միկրոչիպերի մեջ։ Սա կիրառություն կգտնի հետևյալ ոլորտներում.

  • Ավտոնոմ նավիգացիա (առանց արբանյակների)։
  • Բնապահպանական մոնիտորինգ։
  • Խելացի սարքեր։
  • Հիմնարար ֆիզիկա։

Կարճ ասած

Լոնդոնի ֆիզիկոսներն առաջին անգամ ստիպել են շուրջ հարյուր միկրոմասնիկների լևիտացիայի մեջ սավառնել և միաժամանակ հետևել դրանց՝ նեյրոմորֆային տեսախցիկի և ԱԲ-ի (Արհեստական Բանականություն) օգնությամբ։ Նոր զգայցիչն արդեն իսկ գերզգայուն է, իսկ քվանտային սառեցման դեպքում կկարողանա բռնել մութ մատերիայի և գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանները։ 5–10 տարի հետո տեխնոլոգիան կտեղափոխվի չիպերի վրա և կկիրառվի սկսած նավիգացիայից առանց GPS-ի մինչև զանգվածային էլեկտրոնիկա։