Создан квантовый радиоприемник, способный улавливать самые слабые сигналы

Создан квантовый радиоприемник, способный улавливать самые слабые сигналы

Слабые радиосигналы являются проблемой не только для людей, пытающихся настроить приемник на любимую радиостанцию, эта проблема затрагивает технологии магнитно-резонансной томографии, используемые в медицине, радиотелескопы, всматривающиеся в глубины Вселенной, и многое другое. Во всех подобных случаях нельзя, помучившись некоторое время, настроиться на другую радиостанцию, как в первом варианте, поэтому для усиления слабых сигналов используются специальные усилители, возможности которых ограничены величиной собственных шумов и которые усиливают эти шумы так же хорошо, как и полезный сигнал. Но недавно, исследователи из Технологического университета Дельфта, Нидерланды, создали радиоприемник нового типа, в котором используются законы квантовой механики. Помимо практического применения этого приемника для приема самых слабых сигналов, использованные в нем принципы могут пролить свет на взаимодействия между квантовой механикой и силами гравитации.

Одним из постулатов квантовой механики, использованных в новом приемнике, является то, что энергия может передаваться крошечными фиксированными «дозами», называемыми квантами. «Представьте себе, что вы качаете ребенка на качелях» — рассказывает Марио Жели (Mario Gely), ведущий исследователь, — «С точки зрения классической физики, если я захочу придать ребенку большую скорость и амплитуду раскачивания, я должен буду дать им толчок, который придаст ребенку большую энергию. Квантовая механика говорит нечто иное — я могу увеличить энергию ребенка только на один «квантовый шаг» за один раз, передача ему энергии в количестве половины кванта или другой дробной части принципиально невозможна».

В реальной же жизни эти квантовые «дозы» энергии столь малы, что они не окажут никакого ощутимого влияния на ребенка на качелях. И до последнего времени такое утверждение считалось верным по отношению к радиоволнам. Однако, созданный новый приемник может «почувствовать» эти крошечные частицы энергии в радиочастотных сигналах, позволяя принимать радиоволны на квантовом уровне.

Как уже сообщалось ранее, в новом приемнике проявляются некоторые необычные эффекты, имеющие отношение к квантовой механике и таким понятиям, как масса и гравитация. Теория квантового магнетизма была разработана почти 100 лет назад, но до сих пор физики еще озадачены проблемой совмещения квантовой механики и понятия гравитации.

«Используя наш квантовый радиоприемник, мы хотим попытаться управлять и услышать квантовые колебания тяжелых объектов. Это позволит нам исследовать экспериментальным путем то, что происходит, когда мы смешиваем квантовую механику и гравитацию» — рассказывает Марио Жели, — «Проведение таких экспериментов является достаточно сложным делом, ведь нам потребуется провести непосредственную проверку состояния квантовой суперпозиции пространственно-временного континуума. Это является совершенно новым понятием в современной науке, которое может продвинуть далеко вперед наше понимание, как теории квантовой механики, так и Общей теории относительности Альберта Эйнштейна».

Источник

Добавить комментарий