Kontakt Grudziądzka 5, 87-100 Toruń
tel.: +48 56 611 3310

Pomiar temperatury i stężenia gazu za pomocą częstotliwości fal świetlnych

Grupa sześciu osób (dr hab Katarzyna Bielska, prof. UMK, prof. dr hab. Roman Ciuryło, dr hab. Agata Cygan, prof. UMK, dr Szymon Wójtewicz, prof. dr hab. Daniel Lisak i prof. dr hab. Piotr Wcisło) w laboratorium naukowym. Wszyscy pozują do zdjęcia. Profesor Piotr Wcisło siedzi na pierwszym planie, a pozostałe pięć osób stoi za nim. Ubrani są w swobodny, codzienny strój. Otoczenie jest wypełnione specjalistycznym sprzętem. Po lewej stronie widoczny jest stół optyczny z różnymi komponentami, w tym z niebieskim urządzeniem, prawdopodobnie laserem. Po prawej stronie znajduje się wysoka szafa rackowa, gęsto wypełniona aparaturą elektroniczną i połączona licznymi kablami. Tło również jest zapełnione aparaturą badawczą.
Od lewej stoją: dr hab Katarzyna Bielska, prof. UMK, prof. dr hab. Roman Ciuryło, dr hab. Agata Cygan, prof. UMK, dr Szymon Wójtewicz, prof. dr hab. Daniel Lisak. Przy stole siedzi prof. dr hab. Piotr Wcisło. fot. Magdalena Adamska

Grupa naukowców w składzie: prof. dr hab. Daniel Lisak, mgr Vittorio D’Agostino, dr Szymon Wójtewicz, dr hab. Agata Cygan, prof. UMK, mgr Marcin Gibas, prof. dr hab. Piotr Wcisło, prof. dr hab. Roman Ciuryło i dr hab. Katarzyna Bielska, prof. UMK, opracowała nową metodę pomiaru temperatury i ilości gazu za pomocą samego światła, bez kontaktu fizycznego ani kalibracji pomiaru.

Analizując jak cząsteczki tlenku węgla przesuwają rezonanse wewnątrz wnęki optycznej, zespół określił temperaturę gazu z wyjątkową precyzją – niepewność pomiaru wynosiła zaledwie 82 części na milion. Metoda ta działa nawet przy stosunkowo wysokich ciśnieniach, gdzie poprzednie techniki optyczne miały problemy. Zamiast mierzyć ilość absorbowanego światła, technika opiera się na tym, jak częstotliwość rezonansowa światła we wnęce optycznej zmienia się w wyniku interakcji z gazem, co czyni ją mniej podatną na błędy w pomiarach natężenia światła. To samo podejście pozwoliło im również zmierzyć stężenie gazu z względną niepewnością pomiaru wynoszącą 250 części na milion, co dorównuje lub przewyższa standardowe czujniki kontaktowe. Ponieważ metoda opiera się w całości na kwantowych właściwościach cząsteczek i precyzyjnych pomiarach częstotliwości światła, nie wymaga regularnej kalibracji i może być rozszerzona na inne gazy, takie jak wodór, dwutlenek węgla, tlen i inne. To osiągnięcie otwiera nowe możliwości niezwykle dokładnych, bezkontaktowych pomiarów w nauce, przemyśle i monitorowaniu środowiska. Wyniki zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Physical Review Letters (Phys. Rev. Lett. 135, 103201).

pozostałe wiadomości