Ученые из Армейской исследовательской лаборатории (The Army Research Laboratory)
В американском квантовом детекторе для обнаружения электромагнитных полей и волн используются сверхчувствительные возбужденные атомы Ридберга. Превратить обычный атом в атом Ридберга можно, используя лазерное излучение.
Электрону на внешней оболочке, обычно одиночному, с помощью лазера передают количество энергии, близкое к порогу ионизации — отрыву электрона от атома. В результате, возбужденный электрон удаляется от ядра. Расстояние между электроном и ядром может увеличиться до миллиона раз. На таких расстояниях возбужденный электрон слабее ощущает электростатическое поле ядра и сильнее реагирует на внешние электромагнитные воздействия.
В работе ученые количественно оценивали чувствительность датчика к воздействию осциллирующих электрических полей. Частота колебаний поля, которую успешно регистрирует приемник, находится в пределах от 0 до 100 гигагерц. Подобных результатов невозможно достичь, используя приборы на основе электрооптических кристаллов или пассивной электроники с дипольной антенной.
«Еще одно преимущество квантового приемника — его размеры, — сказал Дэвид Мейер, научный сотрудник Армейской исследовательской лаборатории командования по развитию боевых возможностей армии США, — Новые датчики малы и практически незаметны. К тому же, квантовая механика позволяет производить очень точную калибровку каждого датчика».
Атомы Ридберга совсем недавно стали использовать в приборах по обнаружению электромагнитных полей, в том числе, радиосигналов. Благодаря новому исследованию, появилось количественное описание чувствительности подобных детекторов. В будущем ученые намереваются усилить чувствительность, чтобы регистрировать даже самые слабые сигналы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий