Квантовый радиоприемник уловит самые слабые сигналы

24.03.2019

Слабые радиосигналы являются проблемой не только для людей, пытающихся настроить приемник на любимую радиостанцию, эта проблема затрагивает технологии магнитно-резонансной томографии, используемые в медицине, радиотелескопы, всматривающиеся в глубины Вселенной, и многое другое. Во всех подобных случаях нельзя, помучившись некоторое время, настроиться на другую радиостанцию, как в первом варианте, поэтому для усиления слабых сигналов используются специальные усилители, возможности которых ограничены величиной собственных шумов и которые усиливают эти шумы так же хорошо, как и полезный сигнал. Но недавно, исследователи из Технологического университета Дельфта, Нидерланды, создали радиоприемник нового типа, в котором используются законы квантовой механики. Помимо практического применения этого приемника для приема самых слабых сигналов, использованные в нем принципы могут пролить свет на взаимодействия между квантовой механикой и силами гравитации.

Одним из постулатов квантовой механики, использованных в новом приемнике, является то, что энергия может передаваться крошечными фиксированными "дозами", называемыми квантами. "Представьте себе, что вы качаете ребенка на качелях" - рассказывает Марио Жели (Mario Gely), ведущий исследователь, - "С точки зрения классической физики, если я захочу придать ребенку большую скорость и амплитуду раскачивания, я должен буду дать им толчок, который придаст ребенку большую энергию. Квантовая механика говорит нечто иное - я могу увеличить энергию ребенка только на один "квантовый шаг" за один раз, передача ему энергии в количестве половины кванта или другой дробной части принципиально невозможна".

В реальной же жизни эти квантовые "дозы" энергии столь малы, что они не окажут никакого ощутимого влияния на ребенка на качелях. И до последнего времени такое утверждение считалось верным по отношению к радиоволнам. Однако, созданный новый приемник может "почувствовать" эти крошечные частицы энергии в радиочастотных сигналах, позволяя принимать радиоволны на квантовом уровне.

В новом приемнике проявляются некоторые необычные эффекты, имеющие отношение к квантовой механике и таким понятиям, как масса и гравитация. Теория квантового магнетизма была разработана почти 100 лет назад, но до сих пор физики еще озадачены проблемой совмещения квантовой механики и понятия гравитации.

<< Назад: Новые шлемы швейцарских гвардейцев напечатаны на 3D-принтерах 24.03.2019

>> Вперед: Плесень на стенах вызывает галлюцинации 23.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Установлено новое значение верхнего предела массы нейтрино 23.12.2019 Международная группа исследователей при помощи нового высокочувствительного спектрометра нашла новое значение верхнего предела массы неуловимых частиц нейтрино. До недавнего времени считалось, что частицы нейтрино вообще не обладают массой, но результаты некоторых исследований указывают на ошибочность такого суждения. И, естественно, следующим логичным шагом должно стать определение этой массы, а делается это путем постепенного сужения диапазона между верхним и нижним пределом этого значения. Ученым уже достаточно давно удалось найти доказательства тому, что таинственные частицы нейтрино существуют в реальности, их количество, согласно предположениям, в миллиард раз превышает количество атомов во Вселенной. Однако, несмотря на такое изобилие этих частиц, ученым удалось добиться лишь незначительных успехов в изучении их свойств. А эти свойства должны заключать в себе очень многое для нашего понимания физики процессов, происходящих на самом маленьком уровне. Вернемся к измерению массы нейтрино. В настоящее время для этого существует три разных метода. В первом методе используется анализ космического сверхвысокочастотного фонового излучения, во втором методе ученые ищут очень редкие случаи безнейтринного двойного бета-распада определенных элементарных частиц, и третий метод заключается в попытках прямых измерений массы нейтрино экзотическими способами, не опирающимися ни на одну из существующих теоретических моделей. Именно этот третий метод измерения массы нейтрино был использован учеными, работающими в рамках эксперимента KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), проводимого исследователями из Технологического института Карлсруэ в Германии. Ключевым инструментом этого эксперимента является огромный 200-тонный электронный спектрометр, который используется для изучения распада трития, радиоактивного изотопа водорода. Когда тритий распадается, он порождает единственный электрон и нейтрино в одно время. Знание начальной энергии трития и измерения энергии этого электрона с помощью высокочувствительного спектрометра позволяет вычислить массу нейтрино с достаточно высокой точностью, превышающей точность предыдущих подобных измерений. Собранные во время эксперимента данные указали на то, что значение верхнего предела массы нейтрино составляет 1.1 электронвольта, что равно приблизительно половине от значения, определенного ранее. И это, можно сказать, очень малая масса, которая в 500 тысяч раз меньше массы электрона, которого также нельзя назвать большой и тяжелой частицей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026