ابداع ژیروسکوپی کوچک‌تر از یک دانه برنج

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، ابزارهای الکترونیکی در داخل دستگاه‌های مصرفی امروزی، روز به روز در حال کوچکتر شدن هستند. ژیروسکوپ‌ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند.

ژیروسکوپ‌ها برای کمک به دستگاه‌های مختلف در شناسایی موقعیت خود در فضای سه‌بعدی استفاده می‌شوند.

اکنون دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) راهی برای کوچکتر کردن این ژیروسکوپ‌ها، حتی کوچکتر از یک دانه برنج پیدا کرده‌اند.

 اگر امیدوارید گوشی بعدی شما راحت‌تر در جیب‌تان قرار بگیرد و خوش‌دست‌تر شود، ابداع محققان موسسه کالیفرنیا یکی از نوآوری‌هایی است که ممکن است به این مهم کمک کند.

تیم سازنده می‌گوید به رغم کاهش 500 برابری اندازه این ژیروسکوپ، کارایی آن 30 برابر بیشتر شده است.

گجت‌های پوشیدنی امروزی، گوشی‌های هوشمند و پهپادها از حسگرهای میکروالکترومکانیکی(MEMS) به عنوان ژیروسکوپ استفاده می‌کنند تا بتوانند چگونگی چرخش آنها را دریابند. اینکه صفحه نمایش گوشی شما چگونه می‌داند که از حالت عمودی به حالت افقی تغییر کند، نتیجه تاثیر همین ژیروسکوپ است.

این ژیروسکوپ‌های الکترونیکی بسیار کوچکتر از چرخ‌های دواری هستند که اولین مدل‌ها از ژیروسکوپ را تشکیل می‌دادند، اما آنها همیشه به دقت آن مدل‌های قدیمی کار نمی‌کنند.

همین موضوع منجر به توسعه ژیروسکوپ‌های نوری شد که از پرتوهای شکسته‌ای از نور برای گرفتن حالت یاتاقانی خود استفاده می‌کنند. چیزی که به عنوان اثر سایناک(Sagnac) شناخته می‌شود.

اثر سایناک یا تداخل سایناک پدیده ای است که در تداخل‌سنجی حاصل از چرخش روی می‌دهد.

در حالی که ژیروسکوپ‌های نوری باعث بهبود دقت می‌شوند، تا به حال کوچکتر از توپ‌های گلف نبوده‌اند و این موضوع منجر به تحقیق جدیدی از سوی دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) شد که از یک تکنیک به نام "افزایش حساسیت متقابل" استفاده کنند تا ژیروسکوپ‌های نوری را به طور چشمگیری کوچکتر کنند.

اثر سایناک با شناسایی تغییرات بسیار کم در شکست دو پرتو نور از یک منبع کار می‌کند. این تفاوت‌ها می‌تواند توسط ژیروسکوپ رمزگشایی شود تا چرخش و جهت را دریابد.

ترفند محققان این است که برخی از نویزها را از این سیگنال‌ها بیرون بیاورند و کارایی ژیروسکوپ را بهبود بخشند.

کاهش نویز یا افزایش حساسیت به این معنی است که کل سیستم می‌تواند با سیگنال‌های ضعیف‌تر کار کند و این بدان معنی است که همه قطعات را می‌توان کوچک کرد.

همانند هر تحقیقی از این نوع، زمان زیادی صرف رسیدن این تکنولوژی از آزمایشگاه به وسایل حاضر در قفسه فروشگاه‌های الکترونیکی می‌شود، اما حداقل ما اکنون می‌دانیم که چه چیزی در راه است؛ ژیروسکوپ‌های فوق‌العاده کوچک که دقیق‌تر از همیشه هستند.

این تحقیق در مجله  Nature Photonics منتشر شده است.