研究人员利用巨型原子和微型激光器创造了“原子电视”

科学家们开发出了一种“原子电视”，它使用激光和原子云来传送符合传统480i分辨率（480水平线）标准的视频信号。

只是不要指望它会很快成为您家庭娱乐设置的一部分。

该技术的关键是装有超大尺寸气体的玻璃容器铷原子被两种颜色的激光束激发进入所谓的里德伯态——此时原子具有高能量，导致电子在远离原子核的轨道上运行。

这反过来又使原子变得更大、更伸展，也使它们对电磁场敏感——因此它们可以用作电视信号接收器。研究人员之前也做过类似的伎俩有无线电信号。

“我们弄清楚了如何通过里德堡原子传感器传输和接收视频，”电气工程师克里斯·霍洛威说来自美国国家标准与技术研究院 (NIST)。

“我们基本上将视频游戏编码到信号上，并用原子检测它。输出直接输入电视。”

首先使用无线电信号准备原子云。测量它对里德伯原子能量转移的影响并用作参考点。然后添加视频源来调制原始信号，并通过喇叭天线。

通过分析穿过原子的一束激光束，科学家们提取视频信号并将其转换为适合屏幕的格式。该设置之前已使用摄像机和视频游戏控制台的反馈进行了测试。

为了使系统取得成功，团队必须确保激光束的大小恰到好处。随着光束尺寸的变化，激光与原子相互作用的时间也会变化，从而影响视频流的带​​宽。

研究人员在他们的论文中写道：“光束尺寸影响原子在相互作用体积中停留的平均时间，这与接收器的带宽成反比。”发表论文。

经过测试，该团队发现，两种激光器的光束直径均小于 100 微米，在响应速度和传播颜色方面是最佳点。他们能够获得高达每秒 100 兆比特的令人印象深刻的数据速率。

研究人员表示，未来这些比率可能会进一步提高。按照现代标准，480i 的分辨率看起来相当模糊，但现在技术已经到位并正在发挥作用，它可以得到改进。

目前，原子接收器大约有餐桌大小，但将来应该可以缩小尺寸。这些设备可能比现有接收器更小、更通用，并且更不容易受到噪音环境的影响。

更重要的是，相同的原理最终可以用于玻璃、商用原子和标准光纤电缆。通过重新校准激光器，接收器将能够快速适应接收音频和视频信号。

新西兰奥塔哥大学的物理学家阿米塔·德布（未参与这项研究）告诉我们：“你不必更换任何电子元件或使用不同的插座。”新科学家。

该研究发表于AVS 量子科学。