خبر

اصلاح تأثیر سخت افزاری در طیف سنج های مولکولی

Correcting Hardware Bias in Molecular Spectrometers

می توان با در نظرگیری تفاوت های سخت افزاریِ طیف سنج، اندازه گیری های دقیقتری از مقدارCO2 در جو به عمل آورد. طیف سنجی فروسرخ ابزاری بدون جایگزین برای سنجش میزان CO2 در هواست. اما تعیین غلظت آن (با استفاده از نتایج طیف سنجی) به میزان اطلاعاتی که از سطح مقطع جذب موجود است، یعنی قدرت برهمکنش مولکول با فوتون ها در طول موجی خاص، بستگی دارد. پژوهشگران مدت ها به دنبال تعیین سطح مقطعِ دی اکسید کربن برای طول موج های فروسرخ بودند (با دقتی بهتر از 0.1 درصد). با این حال، حتی محاسبات حاصل از اصول اولیه هم به عدم قطعیتی بالای 1 درصد منجر می شد.

محققان (آدام فلیشر (Adam Fleisher) و همکارانش در مرکز ملی استاندارد و فناوری مریلند) موفق شدند با اندازه گیری نمونه مرجعی که ترکیب آن دقیقا مشخص بود، با طیف‌سنج‌ِ بسیار دقیق از نوع کاواکِ حلقه-پایین (cavity ring-down spectrometers) (CRDSs)، سطح مقطع CO2 را با عدم قطعیتِ 0.06 درصد محاسبه کنند. در این روش، پرتو لیزری بین یک جفت آینه رفت و برگشت کرده و به تدریج توسط گازی که درون کاواک است جذب می شود. آهنگ جذب به غلظت گاز بستگی دارد. بعد از به حداقل رساندن عوامل معلوم خطا در مجموعه ای از طیف سنج های بسیار دقیق، محققان توانستند بر عملکرد سخت افزار مبدل دیجیتال (digitizer) (بخشی از دستگاه که خروجی آنالوگ آشکارساز نوری را به علامت های دیجیتالی برای تجزیه و تحلیل تبدیل می کند) متمرکز شوند. در آنالیز نتایج‌ حاصل از پنج مبدل دیجیتال مختلف، آنها متوجه تأثیر (bias) غیرمنتظره ای شدند که مختص هر مبدل بود. با تنظیم اندازه گیری ها بر مبنای این تاثیرِ مبدل دیجیتال که قبلاً لحاظ نشده بود، مقدار سطح مقطع جذب با بهبود 25 برابری در عدم قطعیت (نسبت به نتایج قبلی) به دست آمد.

Fleisher/NIST

این بهبود به افزایش دقت اندازه‌گیریِ گاز CO2 (بهتر از0.4 قسمت در میلیون) در غلظت های جو منجر می شود. بنابراین، قادر به تشخیص دقیق تر منابع نشت و جذب گاز خواهیم بود. همچنین، نتایج حاصل را می­توان در مطالعه ی سایر مولکول های گازی شامل آشکارسازی نوریِ علائم زیستی در سیارات خارجی به کار برد.

نتایج این تحقیق در نشریه ی Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

منبع:

physics.aps.org

تاریخ انتشار خبر در منبع فوق:

July 24, 2019

ویرایش:

دکتر میلاد معظمی گودرزی

برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن