Tikslus atstumo matavimas, remiantis laiko uždelsimu, yra viena iš svarbiausių šių dienų technologijų. Tyrėjai, remdamiesi kvantine fizika, pagerino skiriamosios gebos ribą iki nematytų aukštumų. Tai ateityje galėtų pagerinti tokių programų kaip LIDAR ir GPS tikslumą.Tyrėjai, remdamiesi kvantine fizika, pagerino skiriamosios gebos ribą iki nematytų aukštumų. Tai ateityje galėtų pagerinti tokių programų kaip LIDAR ir GPS tikslumą.
Tikslus atstumo matavimas, remiantis laiko uždelsimu, yra viena iš svarbiausių šių dienų technologijų. Tačiau vadinamosios skiriamosios gebos ribos, dėl kurios kyla triukšmas, matomas nuotraukose, yra viena iš daugelio problemų, kurias padės išspręsti kvantinė fizika.
© Universität Paderborn
Paderborno universiteto mokslininkų komanda sukūrė naują atstumo matavimo būdą tokioms sistemoms kaip LIDAR ir GPS. Jų metodas leidžia pasiekti 10 000 kartų tikslesnius nei bet kada anksčiau rezultatus.
Fizikas dr. Benjaminas Brechtas, kuris yra vienas iš tyrimo „Pasiekti galutinę kvantinio laiko skiriamąją gebą“ autorių, paaiškino skiriamosios gebos ribos problemą: „Atliekant atstumo matavimus lazeriu, detektorius registruoja du skirtingo intensyvumo šviesos impulsus su laiko skirtumu. Kuo tikslesnis laiko matavimas, tuo tiksliau galima nustatyti atstumą. Jei laiko skirtumas tarp impulsų yra didesnis nei impulsų ilgis, viskas puikiai veikia“.
„Tačiau kai minėti impulsai sutampa, prasideda problemos, nes mokslininkai nebegali išmatuoti laiko skirtumo įprastais metodais. Tai vadinama „skiriamosios gebos riba“ ir tai yra gerai matomas efektas nuotraukose. Labai mažos struktūros ir tekstūros nebegali būti matomos“, – tęsė Brechtas.
Skirtingo dviejų šviesos impulsų intensyvumo nustatymas tuo pačiu metu, atsižvelgiant į jų laiko skirtumą ir atvykimo laiką, kelia dar vieną sunkumų, kurį sunku įveikti. Dabar mokslininkams pavyko tai padaryti.
Mokslininkų komanda sugebėjo išmatuoti šias vertes, kai impulsai sutapo 90 %. Pasak Brechto, „Tai gerokai už skiriamosios gebos ribą. Matavimo tikslumas yra 10 000 kartų geresnis. Naudodami kvantinės informacijos teorijos metodus, galime rasti naujų matavimo formų, kurios įveiks esamų metodų apribojimus“.
„Mes eksperimentiškai išsprendžiame laiko skirtumus, dešimt kartų mažesnius nei impulso trukmė“, – teigia mokslininkai.
Šis tyrimas ateityje gali pagerinti tokių technologijų kaip LIDAR ir GPS tikslumą.
Siužetas apie pasiekimą:
