Революция в радиотехнике?


Ученые сделали сверхчувствительный детектор, который превращает даже сверхслабые радиосигналы в верно различимые оптические. Изобретение открывает большие способности по совершенствованию современной коммуникационной, астрономической и мед техники.

Физики из Института Нильса Бора Копенгагенского института отыскали метод не только лишь найти слабенькие радиоволны, да и конкретно конвертировать их в оптические сигналы, которые могут передаваться по волоконно-оптическому кабелю. Это давно ожидаемое открытие позволяет значительно повысить чувствительность сенсоров, применяемых в магнитно-резонансной томографии и радиоастрономии, также соединить будущие квантовые компы в ультрапроизводительную вычислительную сеть.

Сейчас для приема радиосигналов употребляются антенны, а для усиления - электрические схемы. В итоге входящая радиоволна поначалу ведет взаимодействие с антенной, а позже с усилителями на базе транзисторов. Все эти составляющие заносят помехи в сигнал, из-за чего слабенькие сигналы теряются, а более сильные искажаются. Современные технологии приема сверхслабых сигналов требуют массивного остывания, чтоб уменьшить количество термических колебаний и, соответственно, электронного шума. Но даже у массивных дорогих криогенных систем остается порог чувствительности, ниже которого радиосигналы неразличимы.

Новое устройство преодолевает эти ограничения. Оно представляет собой мембрану из нитрида кремния шириной наименее 200 нм, покрытую алюминием и подвешенную над золотой пластинкой. Когда антенна улавливает радиоволну, она делает колебательный электронный сигнал в цепи, который в свою очередь вызывает надлежащие колебания золотой и дюралевой пластинки. Микроскопичные колебания мембраны улавливаются при помощи лазерного луча, потому точность приемника ограничена только квантовыми флуктуациями лазерного света. Испытания демонстрируют, что шум от мембраны ничтожен: даже при комнатной температуре он в 100 раз ниже, чем у суперохлажденных электрических усилителей.

Новый тип приемника может отыскать применение в радиотелескопах, в особенности галлактических, где криогенное остывание использовать проблемно. Мембранный приемник сумеет поймать даже самые крохотные флуктуации галлактического фонового излучения, более того, не исключено, что он в первый раз сумеет услышать радиосигналы, посылаемые инопланетный цивилизацией.

На Земле новое устройство также отыщет массу применений, к примеру в МРТ-сканировании сверхвысокого разрешения, также в развивающихся областях квантовых вычислений и квантовой криптографии.

К огорчению, пока крохотная радиоантенна не готова к массовому производству, так как лабораторный эталон накрепко конвертирует радиоволны в оптические сигналы только 0,8% времени работы. Но разработчики убеждены, что им получится преодолеть это ограничение и сделать полнофункциональное устройство.


Copyright © 2018 Коипьютерный блог.