Группа ученых Армейской исследовательской лаборатории Командования по разработке боевых возможностей сухопутных войск США (DEVCOM ARL) создала новый квантовый датчик, с помощью которого можно определять направление распространения радиочастотных электромагнитных полей в трех измерениях.
По словам исследователей, такой датчик может улучшить ситуационную осведомленность, защищенную связь и принятие решений на поле боя. Работа датчика основана на ридберговских атомах: их внешний (валентный) электрон находится в высоковозбужденном состоянии, что делает такие атомы очень чувствительными к электрическим полям.
Устройство может определять не только напряженность электромагнитного поля, но и направление так называемого k-вектора. В отличие от обычных датчиков, измеряющих силу электромагнитного поля только в одном направлении, квантовый датчик «видит» направление и движение электромагнитного поля, формируя трехмерную «картинку».
Основа датчика — крошечная стеклянная ячейка, заполненная парами атомов рубидия. Под воздействием лазерных лучей эти атомы переводятся в ридберговское состояние. Когда радиоволна проходит через ячейку, атомы реагируют на нее, что позволяет определять силу, направление и движение поля в трех измерениях.
Размер датчика — всего несколько сантиметров, но он позволяет определять направление входящих сигналов с точностью около двух градусов и может помочь локализовать источники радиочастотных сигналов в сложной электромагнитной обстановке.