Als het onvoorstelbaar kleine meetbaar wordt
Stel je voor dat je de energie meet die nodig is om één enkele rode bloedcel een nanometer te verplaatsen. Dat is ongeveer wat een team van Aalto University zojuist heeft gedaan. En dat is best indrukwekkend.
Samen met het quantumcomputingbedrijf IQM hebben de onderzoekers energie gedetecteerd op een schaal van 0,83 zeptojoule. Ter vergelijking: een zeptojoule is net zo klein ten opzichte van een joule als een zandkorrel ten opzichte van alle stranden ter wereld. Je hoeft er geen gevoel voor te hebben, dat is niet erg.
Hoe meet je iets dat je nauwelijks kunt voelen?
Een gewone detector volstaat niet. In plaats daarvan ontwikkelden ze een calorimeter: een meetinstrument dat speciaal is gemaakt om piepkleine hoeveelheden warmte op te vangen.
Het slimme zit in de samenstelling. Ze combineerden supergeleiders met normale geleiders. Bij extreem lage temperatures – millikelvin, kouder dan de ruimte – wordt de supergeleider uiterst gevoelig. Een minimale hoeveelheid extra warmte is al genoeg om hem te destabiliseren. Dat subtiele effectje is precies wat de onderzoekers hebben vastgelegd.
Wat levert dit op?
Fotonen tellen
Natuurkundigen willen al jaren individuele lichtdeeltjes detecteren. Dit soort sensoren brengt dat doel dichterbij.Op zoek naar donkere materie
We weten dat donkere materie bestaat, omdat we het effect ervan via de zwaartekracht zien. Eén kandidaat daarvoor zijn axionen. Met een detector op zeptojouleschaal kun je die deeltjes misschien opvangen als ze langs komen.Quantumcomputers beter uitlezen
Quantumcomputers werken op dezelfde extreem lage temperaturen. Deze sensor kan helpen om de informatie in qubits te lezen zonder extra ruis of fouten te veroorzaken.
Wetenschap die stil vooruitgaat
Dit is geen spectaculaire doorbraak die direct een planeet ontdekt of een ziekte geneest. Het is een kleine, technische stap die vooral onopvallend blijft. Maar net zo’n stapjes zijn het, die later de weg vrijmaken voor andere ontdekkingen.