Сотрудники Научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США создали датчик, который может позволить солдатам обнаруживать сигналы в радиодиапазоне на частотах до 100 гигагерц. Свою статью авторы опубликовали в Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics.
Передача данных по радиочастотам перспективна как для гражданского, так и для военного применения. Американские военные намерены в ближайшее время модернизировать свою систему связи и создать сети нового поколения. Для этого им необходимо расширить спектр используемых частот и мощность оборудования.
Чтобы осуществить это, исследователи из Армейской исследовательской лаборатории США разработали новый датчик на основе ридберговских атомов — атомов, похожих на водород и щелочные металлы, у которых внешний электрон находится в высоковозбужденном состоянии и имеет намного больше энергии, чем обычно. В 2018 году сотрудники этой же лаборатории смогли создать приемник на основе таких атомов, который способен обнаруживать коммуникационный сигнал. Тогда исследователи рассчитали скорость передачи данных приемника с помощью математического моделирования, а затем достигли этих показателей экспериментально в своей лаборатории.
Теперь физики представили датчик, основанный на той же технологии ридберговских атомов и способный принимать сигналы в широком спектре частот — от 0 до 100 гигагерц. После создания нового устройства авторы также проверили его чувствительность к колебательным электрическим полям. Оказалось, что датчик способен воспринимать частоты от нескольких килогерц до нескольких терагерц. Кроме того, ученые сравнили новый датчик с двумя другими технологиями — на основе дипольных антенн и электрооптических кристаллов. Оказалось, что новое устройство превосходит их по всем технологически важным параметрам.
«Квантовая механика позволяет нам знать калибровку датчика и его конечную производительность очень точно. Эти показатели очень важны, и мы можем вычислить их индивидуально для каждого датчика, — говорит один из исследователей, сотрудник Научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США Дэвид Мейер. — Результаты нашей работы являются важным шагом для определения возможного применения устройства в полевых условиях».
