Ερευνητές στο Ερευνητικό Κέντρο Φυσικής HUN-REN Wigner συμβάλλουν στην ανάπτυξη κβαντικών αισθητήρων με βάση το διαμάντι, ικανών να παρέχουν μετρήσεις υψηλής ακρίβειας υπό ακραίες συνθήκες, στο πλαίσιο του διεθνούς έργου SENSEXTREME. Η ουγγρική ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή έρευνας κ. Ádám Gali, υποστηρίζει τη διεθνή προσπάθεια μέσω θεωρητικών υπολογισμών και υπολογιστικής μοντελοποίησης. Πέρα από την προώθηση της κβαντικής τεχνολογίας, τα αποτελέσματα μπορούν, μακροπρόθεσμα, να ανοίξουν νέους δρόμους για ενεργειακά αποδοτικές βιομηχανικές εφαρμογές. Με την ταχεία πρόοδο της κβαντικής τεχνολογίας, οι αισθητήρες που είναι ικανοί να εκτελούν εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη σημασία. Οι κβαντικοί αισθητήρες στερεάς κατάστασης, ιδίως εκείνοι που βασίζονται σε εξειδικευμένα υλικά όπως το διαμάντι, είναι ιδιαίτερα υποσχόμενοι.
Τόσο για βιομηχανικές όσο και για ερευνητικές εφαρμογές, είναι ζωτικής σημασίας αυτά τα κβαντικά συστήματα να λειτουργούν αξιόπιστα υπό ακραίες συνθήκες, όπως πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, υψηλές πιέσεις ή ισχυρά μαγνητικά πεδία. Στο πλαίσιο του διεθνούς έργου SENSEXTREME, ερευνητές του Ερευνητικού Κέντρου Φυσικής HUN-REN Wigner συνεργάστηκαν με εταίρους από τη Γαλλία, τη Γερμανία, τη Λιθουανία και την Ελβετία. Η έρευνα επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη νέων τύπων κβαντικών αισθητήρων ικανών για ακριβείς μετρήσεις σε τέτοια ακραία περιβάλλοντα χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα κέντρα χρώματος στο διαμάντι. Αυτά τα κέντρα χρώματος περιλαμβάνουν σύμπλοκα προσμίξεων-κενών – σημειακά ελαττώματα στο κρυσταλλικό πλέγμα του διαμαντιού όπου ένα άτομο που λείπει συνδυάζεται με ξένα άτομα.
«Στόχος μας ήταν να επιτύχουμε μια ακριβή κατανόηση του πώς αυτές οι κβαντικές καταστάσεις μπορούν να σταθεροποιηθούν με ακρίβεια ατομικής κλίμακας και πώς μπορούν να συγκριθούν οι διαφορετικές ιδιότητές τους. Αυτό επιτρέπει τη βαθμονόμηση μετρήσιμων φυσικών μεγεθών, όπως η πίεση, η θερμοκρασία ή το μαγνητικό πεδίο, σε σχέση μεταξύ τους», δήλωσε ο Ádám Gali, επικεφαλής Ούγγρος ερευνητής του έργου και καθηγητής έρευνας στο Ερευνητικό Κέντρο Φυσικής HUN-REN Wigner. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί καθιστούν επίσης δυνατή τη μέτρηση μαγνητικών πεδίων με υψηλή χωρική ανάλυση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες ή εξαιρετικά υψηλές πιέσεις, κάτι που μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη νέων υλικών, όπως οι υπεραγωγοί.
Μακροπρόθεσμα, τα αποτελέσματα του έργου SENSEXTREME όχι μόνο υποστηρίζουν την ανάπτυξη αισθητήρων υψηλής ακρίβειας ικανών να λειτουργούν υπό ακραίες συνθήκες, αλλά μπορούν επίσης να επιτρέψουν την παραγωγή σημαντικά πιο ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων και άλλων συσκευών απαραίτητων για τη βιώσιμη ανάπτυξη.
Πηγή: HUN-REN
