Mae consortiwm ledled y DU yn datblygu technolegau i ddefnyddio nanoronynnau fel synwyryddion o'r radd flaenaf ar loerennau'r un maint â blwch esgidiau a elwir yn CubeSats.
Dyfarnwyd £250,000 i brifysgolion Warwig, Abertawe a Strathclyde i ddatblygu ymchwil i nanoronynnau a ffiseg cwantwm wrth roi technoleg y gofod ar waith.
Mae datblygiadau diweddar ym maes optomecaneg ddyrchafedig (mudiant gronynnau mân sy'n cael eu dal a'u mesur mewn gofod rhydd gan oleuadau laser) wedi dangos y gall ymddygiad nanoronynnau gael ei reoli gan ddeddfau mecaneg cwantwm (damcaniaeth sylfaenol sy'n disgrifio sut mae atomau a gronynnau isatomig yn rhyngweithio).
Mae hyn wedi arwain at ymchwilio i nanoronynnau, sydd filoedd o weithiau'n fwy nag atom a miloedd o weithiau'n llai nag un tywodyn, fel synwyryddion newydd yn y labordy. Ond nid yw gwyddonwyr wedi rhoi hyn ar waith eto yn y byd go iawn – a'r tu hwnt.
Nawr, mewn Rhaglen Galluogi Technolegau a ariennir gan Asiantaeth Ofod y Deyrnas Unedig (UKSA), mae ymchwilwyr yn gwthio terfynau technoleg cwantwm er mwyn defnyddio nanoronynnau fel synwyryddion yn y gofod. Mae LOTIS (‘Levitated Optomechanical Technologies In Space’) yn brosiect 18 mis i ddatblygu technolegau i alluogi dyfeisiau'r gofod yn y dyfodol i ddefnyddio nanoronynnau.
Bydd LOTIS yn datblygu technegau sy'n fach, yn ysgafn ac, yn wahanol i loerennau'r un maint â char, sy'n gallu ffitio ar nanoloerennau mwy cryno'r un maint â blwch esgidiau, a elwir yn CubeSats. Mae'r ymagwedd hon yn lleihau costau datblygu a lansio yn drawiadol.
Mae llawer o ffyrdd o ddefnyddio nanoronynnau fel synwyryddion. Prin yw'r wybodaeth am ddwysedd y thermosffer – haen o atmosffer y Ddaear sy'n dechrau oddeutu 80 cilomedr uwchlaw lefel y môr, a gallai'r dechnoleg hon daflu goleuni ar hyn. Mae cadarnhau dwysedd yr ardal yn ddefnyddiol o ran teithiau i'r gofod, er mwyn deall y llusgiad sy'n effeithio ar loerennau mewn orbit, gan helpu i fapio eu llwybrau.
Mae'r prosiect hefyd am ddatblygu dyfeisiau mesur meysydd disgyrchiant, sy'n neilltuol o ddefnyddiol yn ôl ar y Ddaear wrth arsylwi ar geoffiseg a'r Ddaear. Wrth i ddisgyrchiant dreiddio drwy wrthrychau di-draidd, gall dyfeisiau mesur meysydd disgyrchiant helpu i fapio’r hyn sydd o dan y tir – sy'n neilltuol o ddefnyddiol ar gyfer dyfrhaenau monitro neu beirianneg sifil.
Bydd LOTIS hefyd yn tanategu cenhadaeth y technolegau cyseinyddion cwantwm macrosgopig arfaethedig (MAQRO) sy'n ceisio profi rhagamcanion mecaneg cwantwm gwrthrychau cynyddol fwy, â màs mwy. Mae hyn yn hollbwysig er mwyn deall dilysrwydd mecaneg cwantwm – sydd fel arfer yn disgrifio ymddygiad gwrthrychau bach, atomau a gronynnau isatomig, yn hytrach na gwrthrychau mwy na'r rhain.
Meddai Dr James Bateman, Ffiseg, Prifysgol Abertawe: “Rwy'n falch o arwain y prosiect hwn gan UKSA, a fydd yn creu'r technolegau angenrheidiol i sefydlu platfform synhwyro gweithredol at ddibenion y gofod a'r Ddaear. Mae ein tîm yn cynnwys arbenigwyr mewn nanoloerennau, synhwyro cwantwm ac otomecaneg arbrofol, a bydd y prosiect hwn yn helpu i roi synwyryddion optomecanyddol ar waith.”
Meddai'r Athro Animesh Datta, arbenigwr Ffiseg Ddamcaniaethol ym Mhrifysgol Warwig: “Mae LOTIS yn gam pendant tuag at gyflawni cenhedlaeth newydd o arbrofion a fydd yn taflu goleuni ar y rhyngwyneb rhwng mecaneg cwantwm a disgyrchiant. Rwy'n edrych ymlaen at gyfrannu at lwyddiant y prosiect.”
Ychwanegodd y damcaniaethwr cwantwm Dr Daniel Oi, Ffiseg, Prifysgol Strathclyde: “Rydyn ni'n datblygu synwyryddion hynod sensitif ar gyfer lloerennau sy'n llawer llai ac sy'n gallu mesur amgylchedd y gofod. Mae hyn yn rhan o raglen ryngwladol ehangach o ran technoleg cwantwm a fydd yn estyn ei defnydd o'r Ddaear a'r gofod.”