Πως οι υπεραγώγιμοι σένσορες θα βοηθήσουν στην ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων

Από τον Ευρωπαϊκό οργανισμό διανομής ειδήσεων AlphaGalileo, Ιανουάριος 2003

Για να μπορέσουν να ανιχνεύσουν τα βαρυτικά κύματα στο διάστημα, οι φυσικοί πρέπει να μετρήσουν πάρα πολύ μικρές μετατοπίσεις. Δέκα δισεκατομμύρια φορές μικρότερες από το μέγεθος ενός ατόμου. Ένας υπεραγώγιμος σένσορας θα μπορούσε να βοηθήσει σε κάτι τέτοιο, ισχυρίζεται ο Martin Podt του πανεπιστημίου του Twente στην Ολλανδία, στην διδακτορική διατριβή του. Ο ίδιος έχει βελτιώσει την ευαισθησία ενός ‘SQUID’ κατά τρόπο που να μπορεί να συνδυαστεί με ένα πολύ μεγάλο ανιχνευτή βαρύτητας σφαιρικού σχήματος.  

Τα βαρυτικά κύματα, (ρυτιδώσεις του χωροχρόνου) παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον γιατί μεταφέρουν πληροφορίες για βίαια Συμπαντικά γεγονότα. Οι φυσικοί ανά τον κόσμο δουλεύουν πάνω σε διάφορες ιδέες για την ανίχνευσή τους. Το πανεπιστήμιο του Leiden της Ολλανδίας αναπτύσσει τελευταία έναν ανιχνευτή σφαιρικού σχήματος, διαμέτρου 65 εκατοστών. Αυτός κατά την αλληλεπίδρασή του με τα υποτιθέμενα βαρυτικά κύματα αναμένεται να μεγαλώσει το πολύ κατά 10^-20 μέτρα. 

Ο υπεραγώγιμος ανιχνευτής που σχεδίασε ο Martin Podt μια υπεραγώγιμη κβαντική συσκευή συμβολής (SQUID). Δουλεύει κοντά στο απόλυτο μηδέν (20 miliKelvin), και έχει τον ανιχνευτή και τα ηλεκτρονικά του σε ολοκληρωμένο κύκλωμα, που ψύχεται όλο μαζί στη χαμηλή αυτή θερμοκρασία. Στην ίδια χαμηλή θερμοκρασία βρίσκεται επίσης και ο σφαιρικός ανιχνευτής. Έτσι ο θόρυβος μειώνεται κατά πολύ και αναδεικνύεται καλύτερα το σήμα που θέλουμε να μετρήσουμε. 

Μια συσκευή SQUID μετράει κβαντισμένες τιμές μαγνητικής ροής και όχι μετατοπίσεις. Έτσι λοιπόν πρέπει η μετατόπιση του ανιχνευτή να μετατραπεί σε ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό δημιουργεί μια μαγνητική ροή και αυτή πάλι με τη σειρά της είναι που μετρείται από τη συσκευή του Podt. 

Ήδη μέχρι τώρα οι συσκευές SQUID είναι από τις πιο πετυχημένες εφαρμογές της υπεραγωγιμότητας. Στην σύγχρονη μορφή τους χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της πολύ μικρής μαγνητικής δραστηριότητας του εγκεφάλου ή της καρδιάς ακόμη και ενός εμβρύου.