Специалисты Национального института стандартов и технологий США доказали, что облака атомов могут работать как ресиверы для передачи видеосигналов. Команда учёных продемонстрировала, как работает «атомное телевидение», транслируя видеопоток и даже видеоигры через атомы на монитор.
Атомное телевидение работает за счёт рубидиевого газа, заключённого в стеклянный контейнер. Учёные используют разные виды резонансного лазерного света, чтобы инициировать радиочастотный разряд и привести атомы в возбуждённое состояние. В случае атомов щелочных металлов, коим является рубидий, такое состояние называют ридберговским. Особенность этого состояния заключается в том, что внешний электрон таких атомов пребывает во сверхвозбуждённом состоянии и находится на бо́льшем, чем обычно, расстоянии от ядра. Как следствие, ридберговские атомы становятся более восприимчивыми к внешним электромагнитным полям.
Ранее учёные из Национального института стандартов и технологий США (NIST) уже использовали этот феномен для приёма радиосигналов. В рамках нового исследования они решили включить в спектр «услуг» ридберговских атомов атомное телевидение. На первом этапе рубидиевый газ принимает стабильный несущий радиосигнал, который затем модулируется при помощи входных данных с видеокамеры или иного источника. Далее модулированный сигнал передаётся атомам при помощи рупорной антенны, что приводит к сдвигу энергии атомов. Специальная аппаратура может считывать этот сдвиг и интерпретировать его как выходной аналоговый сигнал, который можно конвертировать в цифровой сигнал, например, в формате VGA, и вывести на монитор.
По словам ведущего исследователя проекта Криса Холлоуэя, его команда научилась «кодировать» сигнал не только для передачи видеопотока, но также для стриминга видеоигр через атомное телевидение. Учёные утверждают, что скорость передачи видеоданных составляет около 100 Мбит/с, что довольно неплохо по меркам современных интернет-стандартов. Впрочем, пока исследователям удалось передать видео только в скромном разрешении в стандарте разложения 480i, который выглядит достаточно расплывчато. К счастью, разработчики атомного телевидения уже знают, как это можно будет исправить. В частности, им придётся поработать над диаметром и мощностью лазерных лучей, а также над методом считывания выходных сигналов. Более узкие лучи позволят повысить частоту обновления и разрешение сигнала.
Исследователи считают, что атомное телевидение и радио являются первыми шагами навстречу созданию атомных коммуникационных систем, которые можно сделать более компактными и менее подверженными воздействию внешних факторов, чем актуальная электротехника.