Використовуючи величезні атоми та крихітні лазери, дослідники створили «атомне телебачення»

Відеоканал в дії. (NIST)

Вчені розробили «атомне телебачення», яке використовує лазери та атомні хмари для передачі відеосигналу, який відповідає традиційному стандарту роздільної здатності 480i (480 горизонтальних ліній).

Тільки не очікуйте, що найближчим часом його буде встановлено як частину вашого домашнього розважального обладнання.

Ключем до технології є скляна ємність із газоподібним надрозміром рубідій атоми, збуджені двома кольорами лазерних променів, переходять у так званий стан Рідберга – коли атоми мають високий рівень енергії, що змушує електрони обертатися далі від ядра.



Це, у свою чергу, робить атоми більшими та більш витягнутими, а також робить їх чутливими до електромагнітних полів, тому їх можна використовувати як приймач телевізійного сигналу. Раніше дослідники робили подібний трюк з радіосигналами .

«Ми з’ясували, як транслювати та отримувати відео через атомні датчики Рідберга», каже інженер-електрик Кріс Холлоуей від Національного інституту стандартів і технологій (NIST) у США.

«Ми фактично закодували [] відеогру в сигнал і виявили його за допомогою атомів. Вихід подається безпосередньо в телевізор».

Атомна хмара спочатку готується за допомогою радіосигналу. Його вплив на енергетичні зсуви в атомах Рідберга вимірюється та використовується як точка відліку. Потім додається відеоканал для модуляції вихідного сигналу та передається через a рупорна антена .

Аналізуючи один із лазерних променів, коли він проходить крізь атоми, вчені виділяють відеосигнал і перетворюють його у формат, придатний для екрана. Раніше налаштування було протестовано з використанням каналів відеокамери та ігрової консолі.

Щоб система була успішною, команда повинна була правильно підібрати розмір лазерних променів. Зі зміною розміру променя змінюється і час, який лазерне світло витрачає на взаємодію з атомами, що потім впливає на пропускну здатність відеопотоку.

«Розмір пучка впливає на середній час, протягом якого атоми залишаються в обсязі взаємодії, який обернено пропорційний смузі пропускання приймача», — пишуть дослідники у своєму опублікована стаття .

Після випробувань команда виявила, що невеликі діаметри променя менше 100 мікрометрів для обох лазерів є найкращим місцем з точки зору швидкості відгуку та здатності транслювати колір. Вони змогли отримати вражаючу швидкість передачі даних до 100 мегабіт на секунду.

Дослідники кажуть, що в майбутньому ці показники можуть бути ще покращені. Роздільна здатність 480i виглядає досить нечіткою за сучасними стандартами, але тепер, коли технологія встановлена ​​та працює, її можна покращити.

Наразі атомний приймач має розміри приблизно з обідній стіл, але в майбутньому його можна буде зменшити. Ці пристрої можуть бути меншими та більш універсальними, ніж існуючі приймачі, і менш схильні до впливу шумного середовища.

Більше того, ті самі принципи можна було б з часом використовувати зі склом, комерційно доступними атомами та стандартними волоконно-оптичними кабелями. Перекалібрувавши лазери, приймачі зможуть швидко адаптуватися до прийому аудіо- та відеосигналів.

«Вам не потрібно змінювати будь-які електронні компоненти або використовувати інші розетки», — сказала фізик Аміта Деб з Університету Отаго в Новій Зеландії, яка не брала участі в дослідженні. Новий вчений .

Дослідження опубліковано в AVS Квантова наука .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.