裝置中使用的特殊紫色鑽石。
圖片來源：新南威爾斯大學/理查德弗里曼
一組研究人員建構了一種令人興奮的新設備，可以顯著放大微波訊號。它看起來就像科幻小說中的麥高芬：它在暴露於強磁場的石英管中使用了紫色鑽石。該系統創建了一個微波激射器，相當於雷射的微波。它用於放大微弱的微波和無線電訊號。
擴音器非常有用，不僅適用於音樂會。借助正確的技術，任何訊號都可以變得更加清晰。一個例子是來自，它們在執行任務四十年後繼續與地球對話，現在已經進入星際空間。它們的擴大機是輸出訊號的關鍵，但需要非常低的溫度才能運作。然而，新產品可以在室溫下工作。
「微波進入設備，然後鑽石內部的自旋產生它們的副本，這實際上放大了微波信號。理想情況下，微波信號會變得更大，並且頂部的噪音非常小，」資深作者賈里德副教授新南威爾斯大學的Pla 在報告中表示陳述。
研究人員表明，該裝置可以將訊號放大多達 1,000 倍。它可用於接收來自太空船的數據，也可用於接收來自脈衝星、黑洞和整個星係等微波發射源的數據。
實驗室裡的放大器。紫色鑽石被綠色雷射擊中，並且位於磁場內。
圖片來源：新南威爾斯大學/理查德弗里曼
Pla 繼續說道：“目前，電子放大器被用來檢測來自航海者 1 號等非常遙遠的航天器的信號，該航天器距離地球超過 150 億英里，但仍在發送數據。”
「這些放大器經過低溫冷卻，以減少所謂的熱噪聲，這是由放大器組件中的電子運動產生的隨機電噪聲。否則，該噪聲只會壓倒接收到的信號。”
“我們的室溫固態脈澤放大器避免了必須將所有東西冷卻到極低溫度的所有複雜性和成本，而且也更加緊湊。”
這顏色不是出於美學原因。它是由稱為氮空位 (NV) 中心的特定缺陷引起的，其中氮原子取代了空位旁邊的碳原子。這些所謂的自旋系統是放大的關鍵。添加大量這些缺陷（在一定程度上）是技術的關鍵，因此鑽石是紫色的。
「實際上，我們需要讓鑽石變得更紫，」主要作者湯姆·戴 (Tom Day) 解釋道。 「紫色實際上是由NV 中心發出的紅光引起的。製作較暗的樣本意味著更多的NV 中心，最終產生更高水平的增益和更低水平的噪聲，並使放大的信號更清晰。 」
團隊表示，要讓該設備變得更好還存在挑戰，但它可能會在短短幾年內投入商用。
該研究發表在期刊上物理評論 X.
