Investigadores de la Universidad de Rochester están desarrollando chips fotónicos que podrían reemplazar los giroscopios utilizados actualmente por vehículos aéreos no tripulados o drones, permitiéndoles volar en lugares donde las señales de GPS están bloqueadas o no están disponibles. Utilizando una técnica cuántica llamada amplificación de valor débil, los científicos pretenden proporcionar el mismo nivel de sensibilidad que los giroscopios ópticos a granel en un pequeño chip fotónico portátil, cambiando potencialmente la forma en que navegan los drones.
Jaime Cárdenas, profesor asociado del Instituto de Óptica, recibió nuevos fondos de la Fundación Nacional de Ciencias para desarrollar el chip para 2026. Los drones de última generación actuales utilizan giroscopios de fibra óptica que contienen kilómetros de carretes de fibra óptica o tienen un rango dinámico limitado, dijo Cárdenas.
Con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias, investigadores de la Universidad de Rochester están desarrollando chips fotónicos que utilizan una tecnología cuántica llamada amplificación de valor débil para reemplazar los giroscopios mecánicos utilizados en los drones. Fuente: Universidad de Rochester/J.Adam Fenster
"Hoy en día, la sensibilidad y la estabilidad del giroscopio deben venir acompañadas de un equilibrio fundamental entre tamaño y peso", dijo. "A medida que los drones, los vehículos aéreos no tripulados y los satélites se vuelven más pequeños y ubicuos, la necesidad de giroscopios ultrapequeños aptos para la navegación se volverá crítica. Los microgiroscopios más avanzados son compactos y resistentes, pero tienen deficiencias de rendimiento que dificultan su uso en la navegación".
Cárdenas cree que el método de amplificación de valores débiles tiene ventajas sobre los métodos tradicionales porque puede mejorar la señal de la interferometría sin tener que pagar el precio de amplificar el ruido de muchas técnicas. Sin embargo, las demostraciones anteriores de amplificación de valores débiles requirieron configuraciones de laboratorio complejas y una alineación precisa; Cárdenas trabajó para lograr una amplificación de valores débiles en un pequeño chip fotónico con un resonador de anillo de factor de alta calidad.
Los colaboradores de Cárdenas en el proyecto incluyen al físico Andrew Jordan, quien enseñó en la Universidad de Rochester y ahora está en la Universidad Chapman. Cárdenas dijo que también trabajará con el Centro David T. Kearns para el Liderazgo y la Diversidad de la Universidad de Rochester para ampliar la participación de grupos subrepresentados proporcionando experiencias de investigación a estudiantes de secundaria en el Distrito Escolar de la Ciudad de Rochester para inspirar sus aspiraciones en carreras STEM.
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