| | Сегодня, 03:01 | Новости науки и техники
Ученые установили рекорд по максимальной чувствительности обнаружения СВЧ-излучение
В настоящее время электромагнитные волны в диапазоне СВЧ широко используются в различных областях науки и техники. С его помощью мы не только готовит или разогревает еду в микроволновой печи, микроволновая печь, лучи, которые позволяют работать на высокой чувствительности камер, которые контролируют состояние кубитов в некоторых квантовых вычислений и делают многое другое. Конечно, с применением различных технологий, связанных с микроволновым излучением, необходимо понять (увидеть) эти волны максимальной чувствительности. И больших успехов в этом удалось добиться ученым из университета Аалто (Aalto University), разработанный ими датчик СВЧ-излучение имеет четырнадцать раз больше чувствительности, больше, чем все это, что было создано ранее.
Ключевым моментом нового датчика является сверхпроводимость и новый и уникальный дизайн этот датчик. Датчик состоит из крошечных деталей из алюминия, материала, который находится в сверхпроводящем состоянии. И связаны между собой эти детали с помощью золотых нанопроводников. Конструктивные особенности нового датчика позволяет поглощать фотоны микроволновая печь с максимально возможной на сегодняшний день эффективности, и на самом деле активная часть датчика имеет размер, который не превышает размер человеческой крови клетки.
«В своей работе мы руководствовались принципом чем меньше, тем лучше. Датчики малого размера, позволяют получать сигнал более высокого уровня, в этом случае, их производство дешевле, при условии массового производства», — сказал Микко Меттенен (Mikko Mottonen), руководитель группы Квантовых вычислительных систем и устройств (Quantum Computing and Devices research group).
Новый датчик работает от температуры в одну сотую градуса выше абсолютного нуля. Тепловые шумы в этом случае, настолько слабы, что сенсор позволяет улавливать волны излучения, энергии, что является единицей зептоджоуля (зепто-это 10^-21), для сравнения-это количество энергии, способной переместить кровяную клетку на расстоянии 1 нанометр.
Вторым ключевым моментом нового датчика является технология усиления полезного сигнала, которое появляется в результате воздействия мелких пакетов энергии, фотонов. Для этого исследователи использовали довольно широко распространено в электронике технологии положительной обратной связи, которая за счет энергии внешнего источника, усиливает изменение температуры, вызванное поглощением фотона поверхностью датчика.
Кроме того, в области телекоммуникаций, где новый датчик может быть использован для обнаружения информационных сигналов, может использоваться в качестве измерительного устройства и устройства, на который указывает состояние квантовых битов, кубитов, которые являются основой любой квантовой вычислительной системы. «С помощью существующих технологий, мы имеем возможность производить уникальные фотоны микроволнового излучения», — говорит Йонас Говениус (Joonas Govenius), — «Однако, до последнего времени обнаружения, как, например, фотонов и измерение их параметров, оставались вне досягаемости для доступных устройств. И теперь люди, которые имеют в своем распоряжении возможность сделать это, и мы даже не возьмемся предсказать угри и в каких областях может носить».
