Ajanta Barh

Projekttitel

Mid-infrared dual-comb from a single free-running laser for precise greenhouse gas monitoring

Hvad handler dit projekt om?

Mit projekt er baseret på en ny optisk metode, der muliggør ultrafølsom påvisning af molekyler i luften. For eksempel er de vigtige gasmolekyler, som er ansvarlige for global opvarmning og klimaændringer, kun til stede i spormængder i vores atmosfære. Detektion og overvågning af deres koncentrationsændringer er afgørende for nøjagtig klimamodellering. Traditionelle måder at opnå dette på er enten baseret på teoretisk beregning og forudsigelse eller på komplekse og tidskrævende detektionsmetoder. Dette Sapere Aude-projekt vil bidrage til en løsning til hurtigt at identificere og kvantificere koncentrationen af disse molekyler. For at nå dette mål vil jeg etablere en ny klasse af midt-infrarøde ultrahurtige lasere og detektionsmetoder. Ud over praktisk anvendelse vil forskningsresultaterne fundamentalt fremme ultrahurtig laservidenskab og påvirke andre forskningsområder som sygdomsdiagnostik, fødevarekontrol og stærkfeltsfysik.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Min interesse for laservidenskab stammer fra universitetstiden. Som fysikstuderende var jeg fascineret af lysfotoner, da de ikke interagerer med sig selv, men giver os vores syn. Siden min ph.d. er jeg blevet særligt interesseret i det midt-infrarøde lys, som ikke er synligt for vores øjne, men som kraftigt kan påvirke alle varianter af molekyler. Dette er spændende, for hvis vi kan udvikle ordentlige 'værktøjer' (midt-infrarøde lyskilder og detektionsmetoder), så kan vi se, studere og kontrollere alle disse molekyler og endnu mere komplekse materialer lavet af dem. Jeg er spændt på at dykke dybt ned i denne forskning i dette projekt.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Det er udfordrende at udvikle ultrahurtige lasere uden for de synlige og nær-infrarøde spektralområder. Årsagen er mangel på ordentlige opto-elektronikmaterialer og enheder, der er egnede til at 'håndtere' midt-infrarødt lys. At etablere stabil drift af disse lasere er også udfordrende, men påkrævet for følsom detektion. Her vil jeg undersøge og anvende nye materialesystemer (bulk- og tyndtlagshalvledere) og innovativ laserarkitektur til at løse disse videnskabelige og teknologiske udfordringer og etablere en ny klasse af lasere, som i øjeblikket ikke er tilgængelige.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Vi er i en afgørende tid, hvor vores succes inden for forskning i klimaændringer, sygdomsforebyggelse, sundhedspleje og fødevarekvalitetskontrol afgør fremtiden for den globale civilisation. Midlerne til præcis molekylær detektion, som vi vil udvikle i dette projekt, kan revolutionere disse forskningsområder ved at give enestående følsomhed, nøjagtighed og hastighed af målinger, alt på samme tid. Den robuste karakter af vores løsning er velegnet til brug i marken og ved fjernhåndtering, og den kan således integreres i luftbårne eller endda satellitenheder til miljøovervågning. På et grundlæggende niveau vil den præcise tids-frekvens egenskab i vores midt-infrarøde laser også være af stor interesse for frekvensmetrologi og stærkfeltsfysik.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Den prestigefyldte Sapere Aude-bevilling er en ære og et tegn på anerkendelse for al den tid og indsats, jeg har brugt på min forskerkarriere. Det giver mig muligheden for at etablere mig som selvstændig forskningsleder inden for Optik & Fotonik og skabe min egen forskningsgruppe. Bevillingen understøtter min ambition om at etablere en længe efterspurgt lyskilde, der muliggør hurtig og ultrafølsom molekylær detektion. Dette felt er spændende og innovativt og har et enormt potentiale for vækst og bæredygtig forskning. Ydermere vil bevillingen give mig mulighed for at tiltrække og opdyrke unge talenter, etablere et langsigtet samarbejde med verdens førende eksperter og sikre fremtidige forskningsmidler. Jeg har altid ønsket at være lærer, og denne bevilling vil give mig mulighed for at vejlede og støtte unge hjerner og den næste generation af videnskabsmænd.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er født og opvokset i en lille by i Indien, omgivet af farverig og livlig tropisk natur, tæt på den mægtige Bengalske Bugt. I dette miljø udviklede jeg min kærlighed til monsunregn, fisk og ris, litteratur, musik, natur/fuglefotografering og iveren efter at bevare alt dette. Min efterfølgende passion for fysik bragte mig til forskellige byer og lande, hvor jeg mødte mine kæreste venner og støttende kolleger. Siden min ph.d. har jeg boet og arbejdet i Indien, Storbritannien, Danmark og nu i Schweiz. Den europæiske kultur giver genklang hos mig. Jeg glæder mig til at vende tilbage til Danmark sammen med min ukrainske mand, som jeg mødte på en videnskabelig konference. Nu nyder vi tiden med vores 5 måneder gamle dreng. Og når han tillader os det, nyder vi også at vandre, lave havearbejde og lave mad sammen.