Kvantová mechanika, ale aj priekopnícke vesmírne misie sú hlavnými míľnikmi vedeckého a technologického dedičstva 20. storočia. Otvorili sa tak nové cesty na podporu chápania prírody a sú skutočnými pamiatkami modernej vedy. Kvantová teória a vesmírna veda tvoria stavebné bloky výkonného výskumného rámca pre skúmanie hraníc modernej fyziky prostredníctvom jedinečných pracovných podmienok, ktoré ponúkajú experimentálne testy vykonávané vo vesmíre. Ide o precízne a presné testy všeobecnej relativity a testy princípu ekvivalencie pre kvantové systémy.
Využívanie mikrogravitácie, vysokého podtlaku a nízkych teplôt v hlbokom vesmíre umožňuje študovať odchýlky od štandardnej kvantovej teórie pre častice s vysokou hmotnosťou. Vďaka vesmírnym experimentom metrológie a snímania sa podarí docieliť presnosť hodín, detektorov hmotnosti a prevodníkov smerom k inžinierstvu nových kvantových technológií.
Spomínané zaujímavé ciele si vytýčili realizátori projektu Kvantové technológie vo vesmíre (Quantum Technologies in Space, QTSpace), ktorý poskytuje vizionársku príležitosť na podporu porozumenia základných mechanizmov fyziky v úplne novom kontexte. Projekt je riešený v období 1. októbra2016 – 1. októbra 2020. Za slovenskú stranu je zodpovedným riešiteľom doc. Mgr. Mário Ziman, PhD. z Fyzikálneho ústavu SAV.
„Kvantové technológie sú tie, ktoré využívajú kvantové efekty jednotlivých kvantových systémov, a nie iba štatistické kvantové prejavy, ktoré sa využívajú napríklad pri diódach, tranzistoroch, laseroch alebo aj v jadrových elektrárňach. Tieto kvantové efekty majú potenciál zlepšiť presnosť meraní, zefektívniť výpočty a simulácie, ale napríklad aj zabezpečiť našu komunikáciu. Práve zlepšenie presnosti meraní, t. j. detektorov, je jednou z nosných tém tohto projektu. Týka sa to napríklad navigácie pomocou kvantových hodín alebo meraní gravitačných polí pomocou kvantových gravimetrov. Vedecké výstupy diskutované na stretnutiach tohto projektu sú priamo odovzdávané Európskej vesmírnej agentúre ESA, ktorá má záujem niektoré výsledky preniesť do praxe, resp. v tomto prípade do vesmíru,“ uvádza.
Vysvetľuje ďalej, že ide o európsky projekt COST, ktorý je určený na podporu pracovných stretnutí európskych skupín venujúcich sa oblasti využitia kvantových technológií pri vesmírnom výskume, ale aj využitia vesmírneho priestoru pre výskum v oblasti samotných kvantových technológii. „Pridanou hodnotou projektu je pre nás najmä fakt, že sme súčasťou tejto komunity a máme možnosť participovať na organizovaných stretnutiach. V rámci Slovenska je účasť v projektoch COST podporená viac-menej symbolickou sumou (2 500,00 eur ročne), takže samotný výskum je potrebné zabezpečiť z iných projektov. Našou ambíciou v rámci tohto projektu je využiť naše skúsenosti z oblasti kvantovej optimalizácie a kvantových meraní, na experimentálne ohodnotenie funkčnosti navrhovaných riešení.“
V marci 2018 organizovali v rámci tohto projektu pracovné stretnutie s názvom „Optomechanical route to macroscopic quantum states“. „Na tomto stretnutí sme diskutovali možnosti optomechanických zariadení pri skúmaní mezoskopických a makroskopických kvantových systémov, najmä testovania kvantovosti týchto systémov. Cieľom vlastne bolo identifikovať úlohy a možné aplikácie. Tieto budú predmetom ďalšieho stretnutia vo Viedni a následne budú komunikované aj s ESA,“ podotkol doc. Mgr. Mário Ziman PhD.
Odborný garant textu: doc. Mgr. Mário Ziman, PhD. z Fyzikálneho ústavu SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /geralt/
Uverejnila: VČ