Используя гигантские атомы и крошечные лазеры, исследователи создали «атомное телевидение»

Ученые разработали «атомное телевидение», в котором используются лазеры и атомные облака для передачи видеосигнала, соответствующего традиционному стандарту разрешения 480i (480 строк по горизонтали).

Только не ожидайте, что это будет установить как часть вашей домашней развлекательной системы в ближайшее время.

Ключом к технологии является стеклянный контейнер с газообразными атомами рубидия сверхразмера, возбуждаемыми двумя цветами лазерных лучей в то, что известно как состояние Ридберга — это когда атомы имеют высокий уровень энергии, заставляя электроны вращаться дальше от ядра.

Это, в свою очередь, делает атомы больше и более вытянутыми, а также делает их чувствительными к электромагнитным полям. – чтобы их можно было использовать в качестве приемника телевизионного сигнала. Ранее исследователи проделали аналогичный трюк с радиосигналами.

«Мы выяснили, как передавать и получать видео через атомные датчики Ридберга», – говорит инженер-электрик Крис Холлоуэй из Национального института стандартов и технологий (NIST). ) в США.

«Мы фактически закодировали видеоигру в сигнал и обнаружили его с помощью атомов. Выходной сигнал подается непосредственно в телевизор».

Атом Облако сначала готовится с помощью радиосигнала. Его влияние на энергетические сдвиги в ридберговских атомах измеряется и используется в качестве точки отсчета. Затем добавляется видеопоток для модуляции исходного сигнала, который передается через рупорную антенну.

Проанализировав один из лазерных лучей при его прохождении через атомы, ученые извлекают видеосигнал и преобразуют его в формат, подходящий для экрана. Ранее установка была протестирована с использованием сигналов с видеокамеры и игровой приставки.

Чтобы система работала успешно, команде нужно было правильно подобрать размер лазерных лучей. По мере изменения размера луча меняется и время, которое лазерный луч тратит на взаимодействие с атомами, что затем влияет на пропускную способность видеопотока.

«Размер луча влияет на среднее время, в течение которого атомы остаются в объеме взаимодействия, что обратно пропорционально ширине полосы пропускания приемника», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.

После испытаний команда обнаружила, что малые диаметры пучка менее 100 микрометров поскольку оба лазера были лучшим выбором с точки зрения скорости отклика и способности передавать цвет. Они смогли получить впечатляющую скорость передачи данных до 100 мегабит в секунду.

Исследователи говорят, что в будущем эти скорости могут быть улучшены еще больше. Разрешение 480i выглядит довольно нечетким по современным меркам, но теперь, когда технология работает, ее можно улучшить.

Сейчас атомный приемник размером с обеденный стол. , но в будущем его можно будет уменьшить. Эти устройства могут быть меньше и универсальнее, чем существующие приемники, и менее подвержены влиянию шумной среды.

Более того, те же принципы можно будет использовать со стеклом, имеющимися в продаже атомами и стандартными оптоволоконными кабелями. Перекалибровав лазеры, приемники смогут быстро адаптироваться к приему аудио- и видеосигналов.

«Вам не нужно менять какие-либо электронные компоненты или использовать другие разъемы», — физик Амита Деб из Об этом New Scientist сообщил Университет Отаго в Новой Зеландии, который не участвовал в исследовании.

Исследование опубликовано в AVS Quantum Science.