Ultraprecisa mätningar av position och kraft

Flera nyheter den senaste tiden har bl.a. handlat om de nya förändringarna i internationella måttenhetsystemet och, inte minst, om att göra noggranna mätningar.

Inom klassisk mekanik har partiklar bestämda lägen och rörelsemängder som i princip är direkt enkelt mätbara vid varje given tidpunkt. På den riktigt lilla skalan och där kvantmekanik har betydelse för mätningar blir det annorlunda. Precisionen vid bestämning av position kommer ha begränsningar bl.a. på grund av kvantbrus i mätningen och av att mätningen i sig själv påverkar. En vanlig optisk uppställning för ultraprecis bestämning av position, är en laser-interferometer. Precisionen i den är begränsad av den så kallade ”standard quantum limit” (SQL). Flera forskare arbetar med metoder att förbättra precisionen av sådana mätningar så att de kan bli bättre an SQL gränsen.

En forskargrupp vid Niels Bohr Institutet har nyligen experimentellt lyckats visa på förbättrad teknik genom en ”enkel” modifiering av interferometern. Vibrationerna i mitten av ett 20 nanometer tjockt membran av kiselnitrid mönstrat med hål mättes vid temperaturen 10 K. Positionen hos membranet kunde mätas med en precision som var 30% bättre än vad som kan uppnås enligt SQL! En direkt tillämpning av tekniken kan vara för en gravitationsvågsdetektor. Andra tillämpningar är för mätningar av extremt små krafter. Det uppges att tekniken redan kombineras med andra metoder för att i framtiden kunna göra t.ex. MRI-liknande avbildning på nanoskala av HIV-virus eller influensavirus.

Forskningsresultaten är publicerade i senaste numret av Nature Physics. En länk till nyheten på Niels Bohr Institutet finns här!

Nils Almqvist
Styrelseledamot Fysikersamfundet

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterEmail this to someone

Kommentarer inaktiverade.