أضواء على الأبحاث

مقياس صغير يقيس التغيّرات الدقيقة في درجة الحرارة 

  • Published online:

Credit: Amin Reihani

يمكن لمقياس حرارة دقيق، قادر على رصد تغيّرات درجة الحرارة التي يقلّ مقدارها عن واحد على عشرة ملايين كلفن، أن يؤدِّي طيفًا عريضًا من الوظائف.

فالتمكُّن من قياس درجة الحرارة بدقة عالية يعدّ ضروريًا لمهام عديدة، بدءًا من دراسة التفاعلات الكيميائية، وصولًا إلى قياس فقدان الطاقة في الأنظمة الإلكترونية. بيد أن كثيرًا من هذه التطبيقات يحتاج إلى مقاييس حرارة ميكرومترية، قادرة على أن تعمل في درجة حرارة الغرفة، وقد ثبت أنه من الصعوبة بمكان تصنيع مثل هذه الأجهزة.

وقد نجح أمين ريحاني، وإدجار مايهوفر، وبرامود ريدي من جامعة ميشيجن في آن أربور، في إنتاج هذا المقياس الحراري. ويبلغ قطره نحو نصف ملليمتر. ويتميّز بدقة فائقة في قياس درجة الحرارة وصولًا إلى أقل من 100 نانو كلفن. ويسلّط فيه شعاع خارجي من الليزر ضوءًا بطول موجي معين، على بنية مكوّنة من أشباه موصلات (كما هو موضّح في الصورة). وتتأثر قدرة هذه البنية على عكس الضوء بصورة بالغة بدرجة الحرارة، ومن ثمَّ تُستخدم لقياس الحرارة.

ويرى واضعو الدراسة أنه من الممكن تحسين أداء هذا المقياس عن طريق الاستعاضة عن شعاع الليزر، بنوع آخر يتميَّز بمدى أطول، وتردد أكثر ثباتًا، إلى جانب شدة أعلى.

Nature 606, 436 (2022)