Araştırmacılar, Jumbo Boyutlu Atomlar ve Minik Lazerler Kullanarak 'Atomik Televizyon' Ürettiler

Bilim insanları, geleneksel 480i çözünürlük (480 yatay çizgi) standardını karşılayan bir video sinyali taşımak için lazerleri ve atom bulutlarını kullanan bir 'atomik televizyon' geliştirdiler.

Fakat yakın zamanda ev eğlencesi sisteminizin bir parçası olarak odanızda görmeyi beklemeyin.

Teknolojinin anahtarı, iki renkli lazer ışını tarafından Rydberg durumu olarak bilinen duruma uyarılan gaz halinde süper boyutlu rubidyum atomlarından oluşan bir cam kaptır - bu, atomların yüksek bir enerji düzeyine sahip olduğu ve elektronların çekirdekten daha uzağa yörüngede dönmesine neden olduğu zamandır.

Bu da atomları daha büyük ve daha gergin hale getirir ve aynı zamanda onları elektromanyetik alanlara duyarlı hale getirir - böylece bir televizyon sinyali alıcısı olarak kullanılabilirler. Araştırmacılar daha önce radyo sinyalleriyle benzer bir çalışma yapmışlardı.

ABD'deki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden (NIST) elektrik mühendisi Chris Holloway, "Rydberg atom sensörleri aracılığıyla nasıl video akışı yapılacağını ve alınacağını bulduk" diyor. "Temelde video oyununu bir sinyale kodladık ve onu atomlarla tespit ettik. Çıktı doğrudan TV'ye besleniyor."

Atom bulutu önce bir radyo sinyali kullanılarak hazırlanır. Rydberg atomlarındaki enerji kaymalarının etkisi ölçülür ve referans noktası olarak kullanılır. Daha sonra orijinal sinyali modüle etmek için bir video beslemesi eklenir ve bir anten aracılığıyla iletilir.

Bilim insanları, atomlardan geçerken lazer ışınlarından birini analiz ederek, video sinyalini çıkarır ve bir ekran için uygun bir formata dönüştürür. Kurulum daha önce bir video kameradan ve bir video oyun konsolundan gelen beslemeler kullanılarak test edildi.

Sistemin başarılı olması için ekibin lazer ışınlarının boyutunu tam olarak alması gerekiyordu. Işın boyutu değiştikçe, lazer ışığının atomlarla etkileşmek için harcadığı ve ardından video akışının bant genişliğini etkileyen süre de değişir.

 

 

Araştırmacılar, yayınlanan makalelerinde "Işın boyutu, atomların etkileşim hacminde kaldığı ortalama süreyi etkiler, bu da alıcının bant genişliği ile ters orantılıdır".

Testlerden sonra ekip, tepki hızı ve renk yayınlayabilme açısından her iki lazer için 100 mikrometreden daha küçük ışın çaplarının en iyi nokta olduğunu buldu. Saniyede 100 megabite kadar etkileyici veri hızları elde edebildiler.

Araştırmacılar, gelecekte bu oranların daha da iyileştirilebileceğini söylüyor. 480i'nin çözünürlüğü, günümüz standartlarına göre oldukça yetersiz görünüyor, ancak artık teknoloji yerinde ve çalışıyor olduğundan, geliştirilebilir.

Şu anda, atomik alıcı bir yemek masası büyüklüğünde, ancak gelecekte onu küçültmek mümkün olacak. Bu cihazlar, mevcut alıcılardan daha küçük ve çok yönlü olabilir ve gürültülü ortamlardan daha az etkilenebilir.

Dahası, aynı prensipler sonunda standart fiber optik kablolar için de kullanılabilir. Lazerleri yeniden kalibre ederek, alıcılar ses ve video sinyallerini almak için kendilerini hızlı bir şekilde uyarlayabilecekler.

Araştırma, AVS Quantum Science'da yayınlandı.