Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW) ανέπτυξε μια τεχνολογία που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούμε με τους πιο απομακρυσμένους διαστημικούς ανιχνευτές μας. Ο πρωταγωνιστής αυτής της καινοτομίας; Ένα συγκεκριμένο μοβ διαμάντι.
Η καρδιά της εφεύρεσης είναι μια συσκευή που ονομάζεται maser, ένα είδος «λέιζερ» που λειτουργεί με μικροκύματα αντί για ορατό φως. Η πραγματική καινοτομία είναι ότι το σύστημα αυτό μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία δωματίου, ένα τεράστιο πλεονέκτημα έναντι των σημερινών τεχνολογιών που απαιτούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, περίπου -269 βαθμούς Κελσίου.
Ο καθηγητής Jarryd Pla, ένας από τους κορυφαίους ερευνητές που συμμετέχουν στο project, εξήγησε τη σημασία αυτής της ανακάλυψης.
Σήμερα, για να λαμβάνουμε σήματα από πολύ μακρινούς ανιχνευτές, όπως το Voyager 1, το οποίο απέχει πάνω από 15 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, χρησιμοποιούμε ηλεκτρονικούς ενισχυτές που πρέπει να ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Το δικό μας σύστημα, από την άλλη πλευρά, λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου, εξαλείφοντας όλα τα κόστη και τις επιπλοκές που σχετίζονται με την ψύξη.
Αλλά η πραγματική μαγεία βρίσκεται στο ίδιο το διαμάντι. Οι ερευνητές δημιούργησαν ένα ειδικό διαμάντι στο εργαστήριο, εισάγοντας σκόπιμα «ατέλειες» στην κρυσταλλική δομή του. Αυτές οι ατέλειες, που ονομάζονται κέντρα κενών αζώτου (NVs), δημιουργούνται όταν ένα άτομο αζώτου παίρνει τη θέση ενός ατόμου άνθρακα στη δομή του διαμαντιού, αφήνοντας ένα «κενό» δίπλα του. Είναι ακριβώς αυτή η συγκεκριμένη διαμόρφωση που επιτρέπει στο διαμάντι να ενισχύει τα σήματα τόσο αποτελεσματικά.
Η διαδικασία ενίσχυσης είναι συναρπαστική: όταν το διαμάντι υποβάλλεται ταυτόχρονα σε μαγνητικό πεδίο και σε πράσινο λέιζερ, το σύστημα σπιν του (μια κβαντική ιδιότητα των ηλεκτρονίων) δημιουργεί «αντίγραφα» των εισερχόμενων μικροκυματικών σημάτων, ενισχύοντάς τα σημαντικά.
Οι εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας δεν περιορίζονται στην εξερεύνηση του διαστήματος. Ο Tom Day, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, επισημαίνει πώς η καινοτομία αυτή θα μπορούσε επίσης να φέρει επανάσταση στον αμυντικό τομέα, ιδίως στα συστήματα ραντάρ.
Όσο πιο μωβ είναι το διαμάντι, τόσο περισσότερα κέντρα NV περιέχει και, κατά συνέπεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενισχυτική του ικανότητα. Η πρόκληση είναι να βρεθεί η σωστή ισορροπία στη συγκέντρωση αυτών των κέντρων, αποφεύγοντας ανεπιθύμητες ατέλειες.
Οι ερευνητές εργάζονται ήδη για την περαιτέρω βελτίωση αυτής της τεχνολογίας, με στόχο τη μείωση του θορύβου υποβάθρου στα ενισχυμένα σήματα. Αν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, μπορεί να δούμε τα πρώτα εμπορικά masers που βασίζονται σε αυτή την τεχνολογία ήδη τα επόμενα χρόνια.
[via]
