Οι περισσότερες από τις ψηφιακές πληροφορίες του κόσμου μεταφέρονται στα σύγχρονα συστήματα επικοινωνίας μέσω ραδιοκυμάτων. Τυπικές μεταλλικές κεραίες και μετατροπείς χρησιμοποιούνται για τη λήψη και τη μετάδοση αυτών των σημάτων. Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Βαρσοβίας αντικατέστησε όλη αυτή τη διάταξη με άτομα ρουβιδίου αιωρούμενα σε γυάλινο θάλαμο, ο οποίος ακτινοβολούσε τρία εξαιρετικά σταθερά λέιζερ.

«Στα πειράματά μας, αντικαταστήσαμε την κεραία και τον ηλεκτρονικό μίκτη με ένα νέο μέσο – ένα είδος τεχνητού βόρειου σέλας», εξήγησε ο Michał Parniak, διευθυντής έργου. Οι ερευνητές της ομάδας του έχουν τελειοποιήσει μεθόδους για την ανίχνευση μικροκυμάτων με βάση τα άτομα Rydberg όλα αυτά τα χρόνια. Η τεχνολογία τους είναι αυτοβαθμονομημένη, εξαιρετικά ευαίσθητη και μικροσκοπική.

Κάθε δέσμη λέιζερ ταιριάζει ακριβώς με τα επίπεδα κβαντικής ενέργειας των ατόμων ρουβιδίου. Τα ηλεκτρόνια αντιδρούν μπαίνοντας σε τροχιές υψηλής ενέργειας γνωστές ως καταστάσεις Rydberg.

Καθώς τα ραδιοκύματα περνούν μέσα από το θάλαμο, αλλάζουν ελαφρώς αυτή την κίνηση των ατόμων. Στη συνέχεια, τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν σε χαμηλότερες τροχιές και εκπέμπουν αμυδρή υπέρυθρη ακτινοβολία μεταφέροντας ένα κωδικοποιημένο σήμα.

Επιπλέον, η ομάδα μπόρεσε να λύσει ένα περίπλοκο τεχνικό πρόβλημα διατηρώντας τον τέλειο ρυθμό λέιζερ και ατόμων. Χρησιμοποίησαν οπτικούς συντονιστές - σωλήνες κενού με επίστρωση καθρέφτη που σταθεροποιούν τη συχνότητα του φωτός. Αυτό το σύστημα εξασφαλίζει την ομοιόμορφη κίνηση των ηλεκτρονίων και επιτρέπει τον ακριβή προσδιορισμό του πλάτους και της φάσης του σήματος.

Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές κεραίες, ο δέκτης λέιζερ δεν περιέχει μεταλλικά εξαρτήματα και δεν προκαλεί παρεμβολές. Η εγκατάσταση απαιτεί μόνο ατμούς ρουβιδίου, λέιζερ και σφραγισμένο περίβλημα. Στο μέλλον, το σύστημα θα μπορούσε να μειωθεί στο μέγεθος μιας μικρής πάχυνσης στην ίνα, γράφει ο IE.

Οι μετρήσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν σε απόσταση αρκετών μέτρων από την πηγή σήματος, εύκολα και διακριτικά. Αυτό το επίπεδο ακρίβειας θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο βαθμονόμησης των πεδίων μικροκυμάτων.

Από τις αρχές του 2025, η ομάδα του Dr. Parniak συνεργάζεται με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος για την εμπορευματοποίηση του δέκτη λέιζερ. Ο στόχος είναι να τοποθετηθούν κβαντικοί αισθητήρες σε δορυφόρους. Υπάρχουν και άλλες εφαρμογές για την τεχνολογία, από αισθητήρες stealth έως δορυφορικούς κβαντικούς δέκτες.

Μια ομάδα φυσικών από την Αγγλία ανέφερε μια σημαντική ανακάλυψη στην κβαντική ανίχνευση. Οι επιστήμονες έχουν δείξει πώς τα ελαττώματα στο κρυσταλλικό πλέγμα του εξαγωνικού νιτριδίου του βορίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ισχυροί αισθητήρες θερμοκρασίας δωματίου ικανοί να ανιχνεύσουν ένα διανυσματικό μαγνητικό πεδίο σε νανοκλίμακα.