Pesquisadores da Universidade de Nottingham desenvolveram superfícies impressas em 3D com texturas especializadas que podem redirecionar partículas de gás indesejadas para longe dos sensores quânticos. A equipe, liderada por L. Hackermueller, da Escola de Física e Astronomia, criou intrincados padrões de superfície que refletem as partículas em direções específicas para manter a interferência no mínimo. A pesquisa deles foi publicado na revista Bodily Evaluate Utilized.
Os cientistas usaram liga de titânio impressa em 3D para criar diferentes padrões de superfície, incluindo bolsas hexagonais e saliências cônicas projetadas para aumentar o contato entre os átomos e a superfície. Esses sistemas do tamanho de um disco de hóquei cabem em portas de câmaras de vácuo comerciais padrão. Os testes mostraram que as superfícies estruturadas melhoraram o desempenho da bomba de vácuo em até 3,8 vezes a taxa de bombeamento por unidade de área, com simulações sugerindo melhorias potenciais de até dez vezes.
Os sensores quânticos dependem de objetos quânticos microscópicos para medir o magnetismo, a gravidade e outros fenômenos com alta precisão. Esses sensores requerem condições de vácuo porque as moléculas de ar podem interferir em suas medições sensíveis. Mesmo em ambientes de vácuo controlado, partículas indesejadas podem introduzir ruído de medição.
“Ainda estamos descobrindo as texturas de superfície mais eficazes; candidatos promissores incluem um padrão hexagonal semelhante a um favo de mel e um intrincado padrão tridimensional derivado de obras de arte inspiradas na geometria. Esta inovação de tecnologia relativamente baixa pode melhorar substancialmente as tecnologias quânticas avançadas”, de acordo com Nathan Cooper, pesquisador da Escola de Física e Astronomia e autor principal do artigo.
O coautor Ben Hopton, um estudante de doutorado, observou as implicações práticas do trabalho. “O que é interessante neste trabalho é que a engenharia de superfície relativamente simples pode ter um efeito surpreendentemente grande. Ao transferir parte da carga do bombeamento ativo para o bombeamento passivo baseado em superfície, esta abordagem tem o potencial de reduzir significativamente, ou mesmo remover, a necessidade de bombas volumosas em alguns sistemas de vácuo, permitindo que as tecnologias quânticas sejam muito mais portáteis.”
Fonte: nottingham.ac.uk