เตรียมพบกับเรดาร์จิ๋วที่ตรวจจับไม่ได้ 😉
เมื่อนักวิจัยสามารถสร้างควอนตัมเรดาร์ ที่จะมาเปลี่ยนโฉมระบบเรดาร์ในปัจจุบัน
จานสัญญานเรดาร์, Cr: Wikipedia
เรดาร์ คำนี้น้อยคนนักที่จะไม่รู้จัก กับระบบตรวจจับวัตถุ ทั้งอากาศยาน เรือ หรือแม้แต่รถยนต์
หลักการทำงานพื้นฐานของเรดาร์
RADAR ย่อมาจากคำว่า Radio Detection and Ranging คือการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุในการตรวจจับวัตถุรวมถึงวัดความเร็วของวัตถุที่ตรวจจับ
โดยการส่งคลื่นจากจานเรดาร์แล้วตรวจจับสัญญานสะท้อนกลับเพื่อระบุตำแหน่งและความเร็วของวัตถุ
ซึ่งปัจจุบันมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับชีวิตเราก็เรดาร์ในกล้องจับความเร็วรถที่วิ่งเร็วเกินความเร็วกฎหมายกำหนดนั่นเอง
แต่ก็มีพ่อค้าหัวใสคิดค้นเครื่องตรวจจับเรดาร์เพื่อบอกเราว่ามีจุดตรวจจับความเร็วข้างหน้าหริอไม่ โดยอาศัยการตรวจจับสัญญานเรดาร์ที่ยิงออกมาจากกล้องจับความเร็วนั่นเอง
เครื่องเตือนกล้องจับความเร็ว
แต่ด้วยควอนตัมเรดาร์เราจะไม่รู้เลยว่าโดนยิงเรดาร์ตรวจจับอยู่ 😯
เมื่อทีมนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งออสเตรีย ประสบความสำเร็จในการทดสอบชุดควอนตัมเรดาร์ที่ทำงานโดนอาศัยหลักการของ การพัวพันเชิงควอนตัม
ชุดการทดลองที่ยืนยันผลของการพัวพันควอนตัม, Cr: www.extremetech.com
โดย quantum entangle หรือการพัวพันควอนตัม เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อคู่หรือกลุ่มของอนุภาค (particles) ได้ถูกสร้างหรือทำปฏิกิริยาในเชิงของสถานะควอนตัม (quantum state)
สถานะควอนตัมของแต่ละอนุภาคที่แม้ว่าอนุภาคเหล่านั้นจะถูกแยกออกในระยะห่างกันมาก ไม่สามารถอธิบายได้ว่าจะเป็นไปโดยอิสระจากอนุภาคอื่นๆ ดังนั้นสถานะควอนตัมจำเป็นต้องอธิบายเป็นลักษณะของทั้งระบบ
กล่าวคือ หากคู่หรือกลุ่มอนุภาคใดมีความพัวพัน ควอนตัมแล้ว เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะของอนุภาคหนึ่งก็จะส่งผลต่อลักษณะของทั้งระบบรวมไปถึงคู่อนุภาคที่พัวพัน
แนวคิดการ teleport ข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ โดยอาคัย quantum entangle ของ entangled proton, Cr: www.nature.com
เป็นที่มาของแนวคิด quantum teleportation of information หรือ quantum communication การส่งข้อมูลไปยังอีกฟากของจักรวาลได้แบบทันทีไม่ต้องรอ
กลับมาที่ควอนตัมเรดาร์ของเราต่อ ทีมวิจัยได้สร้างเรดาร์จิ๋วจาก entangled microwave photons (โฟตอนหรือเม็ดแสงที่ถูกกระตุ้นให้ปล่อยคลื่นไมโครเวฟ) ที่สร้างขึ้นด้วยชุดอุปกรณ์ตัวนำยิ่งยวดที่เรียกว่า Josephson parametric converter
Paper งานวิจัย
หลักการทำงานของควอนตัมเรดาร์, Cr: Cap มาจาก paper
โดยหลักการทำงานจะคล้ายคลึงกับเรดาร์ปกติคือโฟตอน (photons) ในส่วนตัวส่งสัญญานจะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงไมโครเวฟพุ่งไปยังวัตถุที่ต้องการตรวจจับ
เมื่อคลื่นไมโครเวฟสะท้อนวัตถุและวิ่งไปยังโฟตอนฝั่งตัวรับซึ่งเป็นคู่โฟตอนที่มีการพัวพันควอนตัมกับฝั่งด้านตัวส่งสัญญาน อุปกรณ์ตรวจจับก็จะแปลงค่าสถานะของโฟตอนทั้ง 2 ตัวเพื่อเปรียบเทียบและแปลงเป็นตำแหน่งของวัตถุต่อไป
วงจรของชุดควอนตัมเรดาร์, Cr: Cap มาจาก paper
ซึ่งผลที่ได้นั้นมีความแม่นยำเทียบเคียงกับระบบเรดาร์ปัจจุบัน แต่การใช้พลังงานนั้นต่ำกว่ามาก และสัญญานที่ใช้ตรวจจับนั้นเป็นคลื่นไมโครเวฟที่มีอุณหภูมิเท่าอุณหภูมิห้อง
ดังนั้นสัญญานเรดาร์ของควอนตัมเรดาร์นี้จึงแทบไม่มีทางจะตรวจจับได้เลย
แต่ทั้งนี้ควอนตัมเรดาร์นี้ยังถือว่าอยู่ในขั้นเริ่มต้นของเทคโนโลยีเท่านั้น ยังมีข้อจำกัดเรื่องระยะตรวจจับซึ่งยังไม่อาจทดแทนระบบโครงข่ายเรดาร์ขนาดใหญ่ได้ โดยในชุดทดลองนี้เรดาร์มีระยะตรวจจับแค่ 1 เมตร
ก็เป็นอีกหนึ่งด้านของเทคโนโลยีควอนตัมที่กำลังจะเข้ามาเปลี่ยนโลก และคงจะมีผลจากเทคโนโลยีควอนตัมอีกมากมายมาเปลี่ยนชีวิตเรา 😉
Source:
- 18
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
