به گزارش نیوز اسکای و به نقل از sciencenews یک برداشت جدید از حسگرهای میدان مغناطیسی بسیار حساس، لیزرهای تشنه انرژی را که دستگاه‌های قبلی برای اندازه‌گیری‌های خود به آن‌ها تکیه کرده بودند، حذف می‌کند و نور خورشید را جایگزین آنها می‌کند. لیزرها می توانند ۱۰۰ وات یا بیشتر قدرت را بخورند – مانند روشن نگه داشتن یک لامپ روشن. این نوآوری به طور بالقوه حسگرهای کوانتومی را از آن نیاز انرژی جدا می کند. محققان در شماره آتی Physical Review X Energy گزارش می دهند که نتیجه یک نمونه اولیه سازگار با محیط زیست در خط مقدم فناوری است.

پیچ و تاب بزرگ در نحوه استفاده دستگاه از نور خورشید است. از سلول های خورشیدی برای تبدیل نور به برق استفاده نمی کند. جیانگ فنگ دو، فیزیکدان دانشگاه علم و فناوری چین در هفی می گوید در عوض، نور خورشید کار نور لیزر را انجام می دهد.

مغناطیس‌سنج‌های کوانتومی اغلب دارای یک لیزر سبز قدرتمند برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی هستند. لیزر بر روی الماسی می تابد که دارای نقص اتمی است. این نقص زمانی ایجاد می شود که اتم های نیتروژن جایگزین برخی از اتم های کربنی شوند که الماس خالص از آن ساخته شده است. لیزر سبز باعث فلورسانس نقایص نیتروژن می شود و نور قرمز با شدتی که به قدرت میدان های مغناطیسی اطراف بستگی دارد ساطع می کند.

سنسور کوانتومی جدید نیز به نور سبز نیاز دارد. مقدار زیادی از آن در نور خورشید وجود دارد، همانطور که در طول موج های سبز منعکس شده از برگ درختان و علف ها دیده می شود. دو و همکاران برای جمع آوری مقدار کافی از آن برای اجرای مغناطیس سنج خود، لیزر را با یک عدسی ۱۵ سانتی متری جایگزین کردند تا نور خورشید را جمع آوری کند. سپس نور را فیلتر کردند تا همه رنگ ها به جز سبز را حذف کنند و آن را روی الماسی با نقص اتم نیتروژن متمرکز کردند. نتیجه فلورسانس قرمز است که قدرت میدان مغناطیسی را درست مانند مغناطیس‌سنج‌های مجهز به لیزر نشان می‌دهد.

نور سبز رنگی که بر حسگر مبتنی بر الماس در یک دستگاه کوانتومی می تابد می تواند برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی استفاده شود. در این نمونه اولیه، یک عدسی (بالا) نور خورشید را جمع‌آوری می‌کند که فیلتر می‌شود تا تنها طول موج‌های سبز نور باقی بماند. این نور سبز جایگزینی سازگار با محیط زیست برای نور ایجاد شده توسط لیزرهای تشنه انرژی است که دستگاه های کوانتومی معمولی به آن متکی هستند.

تغییر انرژی از یک نوع به نوع دیگر، مانند زمانی که سلول‌های خورشیدی نور را جمع‌آوری می‌کنند و الکتریسیته تولید می‌کنند، یک فرآیند ذاتی ناکارآمد است. محققان ادعا می‌کنند که اجتناب از تبدیل نور خورشید به الکتریسیته برای لیزرهای کارآمد، رویکرد آن‌ها را سه برابر کارآمدتر از سلول‌های خورشیدی لیزری می‌کند.

ین هانگ لین، فیزیکدان دانشگاه آکسفورد که در این مطالعه دخالتی نداشت، می‌گوید: «من هرگز گزارش دیگری ندیده‌ام که تحقیقات خورشیدی را به فناوری‌های کوانتومی مرتبط کند. ممکن است جرقه‌ای از علاقه در این مسیر ناشناخته ایجاد کند و ما می‌توانیم شاهد تحقیقات بین‌رشته‌ای بیشتری در زمینه انرژی باشیم.»

به گفته محققان، دستگاه‌های کوانتومی حساس به چیزهای دیگر، مانند میدان‌های الکتریکی یا فشار نیز می‌توانند از رویکرد مبتنی بر نور خورشید بهره ببرند. به طور خاص، فناوری کوانتومی مبتنی بر فضا ممکن است از نور شدید خورشید موجود در خارج از جو زمین برای ارائه نور متناسب با سنسورهای کوانتومی استفاده کند. نور باقیمانده، در طول موج‌هایی که حسگرهای کوانتومی از آن استفاده نمی‌کنند، می‌تواند به سلول‌های خورشیدی منتقل شود که انرژی الکترونیکی را برای پردازش سیگنال‌های کوانتومی تامین می‌کنند.

مغناطیس سنج مبتنی بر نور خورشید تنها اولین گام در ادغام فناوری کوانتومی و سازگار با محیط زیست است. دو می گوید: «در وضعیت فعلی، این دستگاه در درجه اول برای اهداف توسعه است. ما انتظار داریم که از این دستگاه ها برای اهداف عملی استفاده شود. اما کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد.»