新技術：原子天線將實現更快速的無線通信
2019-04-12 10:12:28 射頻微波網天線是典型的金屬棒的集合，它接收通過的無線電波并將其能量轉換成電流，然后將其放大。有人可能會說，優良的老式無線電天線自20世紀初以來就能很好地為我們提供服務，為什么我們需要用別的東西來取代它呢?
Rydberg技術公司的David Anderson認為，天線依賴于波長的大小，所以它們的大小取決于它們試圖測量的信號的波長(它們需要大約是它們被設計來接收的波長的一半大小)。這意味著你需要幾個不同尺寸的天線來測量不同的無線電頻率。
Anderson是發表在arXiv上的一篇新論文的合著者，該論文描述了一種替代傳統天線的新方法，該方法基于充滿所謂“里德伯原子”氣體的蒸氣腔。這就意味著原子處于一種特殊的激發態，遠遠高于它們的基態(最低能量)。這使得它們對通過的電場特別敏感，比如無線電波的交變磁場。總之，你所需要的只是一種檢測這些相互作用的方法，然后把它們變成量子傳感器。
你可以設計在任何頻率工作的接收機，也可以更容易地避免有意的電磁干擾
Rydberg技術團隊意識到，他們可以用調到正確臨界頻率的激光來清除充滿激發鈀原子的蒸汽腔。這使得原子飽和，因為它們不能吸收更多的光，從而第二束激光就可以直接穿過原子，有效地使氣體透明。這種轉變發生的臨界頻率會隨著電波的通過而改變，因此來自第二束激光的光也會隨之閃爍。蒸氣腔成為一個純光學無線電波探測器，不需要任何電線或電路。
Anderson說，除此之外，它還能測量脈沖和調制的無線電波磁場，這就是信息通過無線電波傳輸的方式。他們已經用AM和FM微波對這個概念進行了測試，以傳輸不同團隊成員唱“瑪麗有只小羊羔”的錄音——是為了向托馬斯·愛迪生致敬，他在1877年發明留聲機時也唱過這首歌。
蒸氣腔的全光學特性意味著，即使它們受到像太陽耀斑那樣的強烈電磁輻射的沖擊，也不會因為沒有電路而永久受損。這是電網或某些防御系統和衛星的主要問題。這些電池是安全通信的理想選擇。
探測器的電池非常小，只有毫米大小，有可能進一步縮小。但是，他們需要一個重要的備份系統來操作，因為它還沒有小型化。Anderson說：“今天的汽車儀表盤里還裝不下無線電設備。”“但是原子鐘為我們現在所稱的量子技術鋪平了道路”，它們最初是作為大型桌面設備出現的。最終，科學家們找到了使它們變得足夠小以適應商業系統的方法。
Anderson預見了原子無線電會有的類似軌跡。在接下來的幾年里，他確信他們將會有一個手提箱大小的系統，可以很好地安裝在飛機或輪船上。也許有一天，這些蒸汽腔將取代那些討厭的汽車天線，讓它們變得更美觀些。
哈佛造原子級別無線電接收機，可放置在人體內使用
時間：2016年12月20日 來源：中國科技網
隨著科技的發展，無線電設備早已從最初軍用時期笨重的“背包”變成了便攜的設備，目前為止我們使用的無線電設備大小基本都是在可手持的范圍，然而無線電設備最小的尺寸能都做到多小呢？
據外媒報道，哈佛大學約翰·鮑爾森工程與應用科學學院的研究人員創造出了世界上最小的無線電接收器，這個小型無線電裝置是建立在原子尺度上的。據了解，該團隊 的對于小型無線電裝置的設計方式是將無線電接收器的裝配件置于兩個原子尺寸的構件中，并且該構件能夠承受極端惡劣的環境。
據了解，這個團隊通過用氮原子代替金剛石晶體中的一個碳原子，然后除去相鄰的氮原子來創建一個氮空位（NV）中心而創造出一個系統，這個系統說白了是一個旁邊有個洞的、并且可以發射單個光電子或檢測弱磁場的氮原子。 NV中心也具有光致發光性質，這也就就意味著NV中心可以將信息轉換為光，使其成為用于量子計算，光子學和傳感的大和潛在系統。
一般來說，構建無線電接收器需要五個組件，包括電源，接收器，換能器，揚聲器和調諧器，而該團隊則使用綠色激光為NV中心的電子提供能量，當供電時，電子對包括FM波的電磁場敏感，當接收到該音頻信號時，其作為紅光發射，可以由光電二極管解釋并轉換為電流，接著通過揚聲器或耳機將該電流轉換為聲音，然后可以使用電磁體來調諧無線電臺，從而產生可在約660°F下工作的無線電接收器。
另外，該團隊表示，這個組件也是生物相容的，意味著它可以放置在人體內，以后發展成熟，人體就能自帶無線電接收了。
