Детектирование сверхслабых радиоволн при помощи лазера

15.03.2014

Ученые-физики разработали методику, позволяющую преобразовывать крайне слабые радиоволны в импульсы света при помощи лазера, что может помочь при создании квантовых компьютеров или в исследовании глубокого космоса.

"Мы создали детектор, который не нуждается в охлаждении, и который способен работать при комнатной температуре, по сути, полностью игнорируя "тепловой шум". Единственное, что способно хоть в какой-то мере повлиять на точность измерений - это квантовый шум, возникающий в результате практически незаметных флуктуаций в излучении лазера", - сообщил Евгений Пользик из университета Копенгагена.

Евгений Пользик с коллегами научились "ловить" сверхслабые радиоволны, превращая их в световые сигналы. Для этого используется особая наноантенна с подключенным к ней трехслойным "конденсатором" механических колебаний. Он состоит из алюминия, пластинок стекла и тончайшей мембраны из нитрата кремния. Конденсатор постоянно освещается лучом лазера, который, отражаясь от его поверхности, "собирает" данные о колебаниях антенны.

Во время предыдущих попыток создания такого прибора ученые сталкивались с тремя проблемами, которые не получалось решить - квантовым шумом лазера, тепловым шумом в мембране и электрическим шумом антенны. Ученые решили их, поместив конденсатор и антенну в герметичную камеру, из которой был откачан воздух.

В результате тепловой шум полностью исчез, а помехи двух других типов были снижены до минимума благодаря высокой однородности лазерного луча и механическим свойствам мембраны. По словам ученых, их прибор ловит радиоволны с такой же точностью, на которую способны лишь самые лучшие детекторы при температуре, близкой к абсолютному нулю.

Физики полагают, что у их разработки есть множество вариантов для использования в медицине, астрономии и компьютерной технике. К примеру, подобные детекторы могут быть использованы для поиска радиоэха Большого взрыва, либо для построения системы связей между квантовыми компьютерами.

<< Назад: Игровые механические клавиатуры 16.03.2014

>> Вперед: Сверхминиатюрный модуль TransferJet 15.03.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Магнитная система для очистки крови 28.05.2009 Заражение крови - опасное заболевание, особенно когда ослаблен иммунитет. А лечение одно - очистить кровь от попавших в нее микроорганизмов. Доктор Чон Вин Ян с коллегами из Бостонского детского госпиталя придумала оригинальную систему очистки. Ее основа - магнитные наночастицы с нанесенными на них антителами к клеткам дрожжей Candida albicans. В кровь добавляют магнитные частицы и прокачивают ее через микрососудистую систему. В ней поток крови встречается с текущим параллельно ему потоком физиологического раствора. Из-за особенностей микрогидродинамики эти потоки соприкасаются, но не перемешиваются. Под действием магнита частицы с выловленными дрожжами попадают в раствор и утекают вместе с ним. Всего за один цикл прокачки кровь очищается на 80%. Согласно расчету, система из сотни таких микроканалов может очистить кровь ребенка за несколько часов. И никаких ионобменников, мембран и прочих повреждающих кровь устройств.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025