論文の概要: A novel gas sensing principle based on quantum fluctuations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06259v1
- Date: Fri, 10 May 2024 06:15:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-13 16:37:41.745718
- Title: A novel gas sensing principle based on quantum fluctuations
- Title（参考訳）: 量子ゆらぎに基づく新しいガス検知原理
- Authors: Eivind Kristen Osestad, Pekka Parviainen, Johannes Fiedler,
- Abstract要約: 本研究では,電磁界の基底状態ゆらぎによって少量のガス種を検出する新しい測定手法のモデルを提案する。
ナノ粒子の熱運動に及ぼすガスの影響を計算し, ニューラルネットワークを用いたガス濃度の再構成法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8434042562191815
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a model of a novel measurement scheme to detect small amounts of a gas species via the ground-state fluctuations of the electromagnetic field (dispersion forces) depending on the entire spectral properties of all objects. Here, we describe an experimental setup of optically trapped nanoparticles in a hollow-core fibre. We calculate the effects of the gases on the thermal motion of the nanoparticles and present a neural network-based method for reconstructing the gas concentrations. We present an example of one possible setup capable of detecting concentrations of CO2 down to 0.01 volume per cent with an accuracy of 1 ppm. Reliable detection of small concentrations of specific molecules in a gas is essential for numerous applications such as security and environmental monitoring, medical tests, and production processes. Unlike other measurement schemes, such as surface plasmons or functionalised surfaces, this allows for fast, continuous monitoring and using small sample quantities, without influencing the probe or the sensor system.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 電磁場(分散力)の基底状態ゆらぎによる微量ガス種の検出手法について, 全物体のスペクトル特性に依存して検討した。
ここでは、中空コアファイバに閉じ込められた光ナノ粒子の実験装置について述べる。
ナノ粒子の熱運動に及ぼすガスの影響を計算し, ニューラルネットワークを用いたガス濃度の再構成法を提案する。
1ppmの精度でCO2濃度を0.01体積%まで検出できる1つの可能なセットアップの例を示す。
ガス中の特定の分子の小さな濃度の信頼性の高い検出は、セキュリティや環境モニタリング、医療検査、生産プロセスなど多くの用途に欠かせない。
表面プラズモンや機能面などの他の測定方法とは異なり、プローブやセンサーシステムに影響を与えることなく、高速かつ連続的なモニタリングと少量のサンプル量の使用が可能になる。
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