ارائه روشی برای تولید حسگرهای حساس‌تر و دقیق‌تر

از نوسانگرها برای شناسایی مقادیر بسیار کمی از مواد در اتمسفر استفاده
می‌شود. عملکرد آنها به این شکل است که وقتی رشته میکروسکوپی به یک ذره یا
مولکول گازی برخورد می‌کند دچار ارتعاش می‌شود. هر نوع مولکول ارتعاش خاصی
را سبب می‌شود، همانند سیم‌های گیتار، در نتیجه از آن می‌توان به‌عنوان
اثری منحصر به‌فرد برای شناسایی استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی گام دیگری
برای ساخت حسگرهای حساس‌تر، دقیق‌تر و کوچک‌تر برداشتند. این گروه نتایج
کار خود را در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رساندند.

پژوهشگران از یک پرتو لیزری که به دیسک شیشه‌ای تابیده می‌شود برای آنالیز
ارتعاش رشته استفاده کردند. این پرتو در هر دو نانوثانیه، هزاران بار
می‌چرخد و سپس از روی دیسک خارج می‌شود. در صورت وجود ذره‌ای، رشته به
ارتعاش در آمده و در نتیجه پرتو دچار اختلال می‌شود. با مقایسه طول موج
پرتو هنگامی که وارد دیسک می‌شود و هنگامی که از دیسک خارج می‌شود می‌توان
نوسانات رشته را رصد کرد.

بزرگترین چالش محققان پدیده‌ای به‌نام حرکت براونی است. این جنبش موجب
می‌شود که حرکت رشته به‌صورت تصادفی در آید. این پدیده موجب می شود که
اندازه‌گیری سرعت کندی به خود بگیرد، مانند حالتی که سیم گیتار به نوسان در
آید و باید منتظر بود تا دوباره متوقف شود.

برای حل این مشکل معمولا سیستم با استفاده از هلیم خنک می‌شود، زیرا در
دماهای پایین حرکت براونی به‌شدت کاهش می‌یابد. در این پروژه، روش دیگری
به‌کار گرفته شد تا سیستم در دمای اتاق کار کند. آنها از پرتو لیزر ثانویه
استفاده کردند این پرتو قادر است در صورت نوسان رشته، به سرعت حرکت براونی
را حذف کند. با این کار زمان انجام آزمون به‌شدت کاهش یافته و همچنین
می‌توان فرآیند را در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد انجام داد. دقت این سیستم
بسیار عالی است به‌جای استفاده از یک رشته، از پلی به طول ۱۰۰ متر استفاده
شد که همان ویژگی‌ها را داراست.