Физики из Варшавского университета создали полностью оптический радиоприемник, работающий на основе лазерного света. Эта инновационная разработка, использующая принципы квантовой физики, открывает двери для создания невидимых сенсоров и значительно улучшает возможности космической связи. Результаты исследования уже опубликованы в журнале Nature Communications.
Вместо традиционных металлических антенн, команда доктора Михала Парняка из Центра квантовых оптических технологий использовала атомы рубидия, помещенные в стеклянную камеру и освещаемые тремя сверхточными лазерами. Это «искусственное северное сияние», как его называют ученые, способно не только улавливать радиоволны (даже самые слабые), но и самостоятельно настраиваться и оставаться совершенно невидимым для обычных детекторов.
Лазеры заставляют электроны рубидия переходить на высокие орбиты. Когда радиосигнал проходит через стеклянную камеру, он меняет движение этих электронов. Возвращаясь на прежние орбиты, они испускают слабый инфракрасный свет, который несет закодированную информацию. Лазеры с высочайшей точностью считывает эти данные, преобразуя их в понятные.
В отличие от классических радиоприемников, полагающихся на электрические цепи, квантовый приемник работает на основе оптических полостей — специальных зеркальных трубок, которые стабилизируют частоту света. Высокоточные зеркала с отражением 99,99% и вакуумные камеры позволяют улавливать радиоволны, которые в 100 раз слабее, чем те, что могут обнаружить обычные антенны. Важное преимущество — отсутствие электромагнитных помех, характерных для металлических антенн.
По словам экспертов, перспективы применения этой технологии поистине впечатляют. В будущем устройство можно будет уменьшить до крошечного размера, интегрировав в оптическое волокно. Это позволит создавать невидимые сенсоры, способные измерять радиосигналы на расстоянии нескольких метров, не оставляя следов. Их можно использовать в мониторинге окружающей среды, системах безопасности и в космических исследованиях.