Военные США научились незаметно отслеживать радиосигналы всех частот

Эксперименты американских военных показали, что созданный ими квантовый приемник способен улавливать сигналы из всего диапазона радиочастот. Ученые из Армейской исследовательской лаборатории (The Army Research Laboratory) разработали квантовый детектор, способный при помощи всего одной антенны регистрировать сигналы из всего спектра радиоволн. Традиционные приборы не могут распознавать столь широкий диапазон излучения, если не снабдить их множеством антенн и усилителей. В американском квантовом детекторе для обнаружения электромагнитных полей и волн используются сверхчувствительные возбужденные атомы Ридберга.

Превратить обычный атом в атом Ридберга можно, используя лазерное излучение. Электрону на внешней оболочке, обычно одиночному, с помощью лазера передают количество энергии, близкое к порогу ионизации — отрыву электрона от атома. В результате, возбужденный электрон удаляется от ядра. Расстояние между электроном и ядром может увеличиться до миллиона раз. На таких расстояниях возбужденный электрон слабее ощущает электростатическое поле ядра и сильнее реагирует на внешние электромагнитные воздействия.

В работе ученые количественно оценивали чувствительность датчика к воздействию осциллирующих электрических полей. Частота колебаний поля, которую успешно регистрирует приемник, находится в пределах от 0 до 100 гигагерц. Подобных результатов невозможно достичь, используя приборы на основе электрооптических кристаллов или пассивной электроники с дипольной антенной.
«Еще одно преимущество квантового приемника — его размеры, — сказал Дэвид Мейер, научный сотрудник Армейской исследовательской лаборатории командования по развитию боевых возможностей армии США, — Новые датчики малы и практически незаметны. К тому же, квантовая механика позволяет производить очень точную калибровку каждого датчика».

Атомы Ридберга совсем недавно стали использовать в приборах по обнаружению электромагнитных полей, в том числе, радиосигналов. Благодаря новому исследованию, появилось количественное описание чувствительности подобных детекторов. В будущем ученые намереваются усилить чувствительность, чтобы регистрировать даже самые слабые сигналы.