Novi pristup visoko osetljivim senzorima magnetnog polja odbacuje lasere gladne energije na koje su se prethodni uređaji oslanjali da bi izvršili svoja merenja i zamenjuje ih sunčevom svetlošću. Laseri mogu da progutaju oko 100 vati snage – kao da održavaju svetlu sijalicu. Inovacija potencijalno oslobađa kvantne senzore od te energetske potrebe. Rezultat je ekološki prototip na čelu tehnologije, izvještavaju istraživači u predstojećem izdanju Phisical Review X Energy.
Veliki preokret je u tome kako uređaj koristi sunčevu svetlost. Ne koristi solarne ćelije za pretvaranje svetlosti u električnu energiju. Umesto toga, sunčeva svetlost obavlja posao svetlosti lasera, kaže Jiangfeng Du, fizičar sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine u Hefeju.
Kvantni magnetometri često uključuju moćni zeleni laser za merenje magnetnih polja. Laser sija na dijamant koji sadrži atomske defekte. Defekti nastaju kada atomi azota zamene neke od atoma ugljenika od kojih su napravljeni čisti dijamanti. Zeleni laser izaziva fluoresciranje azotnih defekata, emitujući crvenu svetlost intenziteta koji zavisi od jačine okolnih magnetnih polja.
Novom kvantnom senzoru je potrebno i zeleno svetlo. Ima toga dosta na sunčevoj svetlosti, što se vidi u zelenim talasnim dužinama koje se reflektuju od lišća drveća i trave. Da bi prikupili dovoljno za pokretanje svog magnetometra, Du i kolege su zamenili laser sočivom prečnika 15 centimetara kako bi prikupili sunčevu svetlost. Zatim su filtrirali svetlost da bi uklonili sve boje osim zelene i fokusirali je na dijamant sa defektima atoma azota. Rezultat je crvena fluorescencija koja otkriva jačinu magnetnog polja baš kao što to rade magnetometri opremljeni laserom.
Promena energije iz jedne vrste u drugu, kao što se dešava kada solarne ćelije sakupljaju svetlost i proizvode električnu energiju, je inherentno neefikasan proces. Istraživači tvrde da izbegavanje pretvaranja sunčeve svetlosti u električnu energiju za pokretanje lasera čini njihov pristup tri puta efikasnijim nego što bi bilo moguće sa solarnim ćelijama koje napajaju lasere.
„Nikada nisam video nikakve druge izveštaje koji povezuju istraživanje Sunca sa kvantnim tehnologijama“, kaže Jen-Hung Lin, fizičar sa Univerziteta u Oksfordu koji nije bio uključen u studiju. „To bi moglo zapaliti iskru interesovanja u ovom neistraženom pravcu, i mogli bismo videti više interdisciplinarnih istraživanja u oblasti energije.“
Kvantni uređaji osetljivi na druge stvari, kao što su električna polja ili pritisak, takođe bi mogli imati koristi od pristupa vođenog sunčevom svetlošću, kažu istraživači. Konkretno, kvantna tehnologija zasnovana na svemiru mogla bi da koristi intenzivnu sunčevu svetlost dostupnu izvan Zemljine atmosfere kako bi obezbedila svetlost prilagođenu kvantnim senzorima. Preostalo svetlo, u talasnim dužinama koje kvantni senzori ne koriste, moglo bi biti prebačeno u solarne ćelije koje napajaju elektroniku za obradu kvantnih signala.
Magnetometar koji pokreće sunčeva svetlost samo je prvi korak u spajanju kvantne i ekološki održive tehnologije. „U trenutnom stanju, ovaj uređaj je prvenstveno za razvojne svrhe“, kaže Du. „Očekujemo da će se uređaji koristiti u praktične svrhe. Ali [ima] mnogo posla koji treba da se uradi.”
