Image
15.1.2018 1 Comments

Kvantové rádio umožní komunikáciu a navigáciu pod vodou aj pod zemou

Výskumníci z Národného inštitútu pre normy a technológie (NIST) preukázali, že kvantová fyzika môže umožniť komunikáciu a mapovanie na miestach, kde GPS a bežné mobilné telefóny a rádiá nefungujú spoľahlivo alebo vôbec. Môže ísť napríklad o miesta pod vodou a pod zemou, v interiéri či v mestskej zástavbe s vysokými budovami. Technológia by mohla pomôcť okrem iného námorníkom, vojakom a geodetom.

Tím NIST experimentuje s nízkofrekvenčným magnetickým rádiom na veľmi nízkych frekvenciách (VLF – very low frequency), ktoré sa na rozdiel od bežných elektromagnetických komunikačných signálov na vysokých frekvenciách môžu šíriť aj cez stavebné materiály a do hlbších vrstiev vody a pôdy.

VLF elektromagnetické polia sa už v súčasnosti používajú na komunikáciu pod vodou, pre nedostatok dátovej kapacity však nejde o audio- či videokomunikáciu, ale len o jednosmerné textové správy. Ponorky na takúto komunikáciu musia mať ťažkopádne anténne káble, musia spomaliť a vystúpiť do periskopovej hĺbky (18 m pod hladinou). Veľké problémy pri tejto komunikácii spôsobuje nízka citlivosť prijímača a extrémne obmedzená šírka pásma existujúcich vysielačov a prijímačov. To znamená, že rýchlosť prenosu údajov je nízka.

Vedci zistili, že najlepšiu citlivosť pri použití magnetického poľa možno dosiahnuť s kvantovými senzormi. Kvantový prístup ponúka aj možnosť komunikácie vo väčšej šírke pásma frekvencií. Tím, ktorý viedol Dave Howe, detegoval digitálne modulované magnetické signály, teda správy pozostávajúce z digitálnych bitov 0 a 1, pomocou senzora magnetického poľa, založeného na kvantových vlastnostiach atómov rubídia.

Novo vyvinutý magnetometer s využitím polarizovaného svetla v ňom deteguje spin atómov rubídia. Podobné atómové magnetometre sa používajú na meranie prirodzene sa vyskytujúcich magnetických polí. Howov tím ho však využil  na prijímanie dát pri komunikácii.

Pri testoch NIST snímač detegoval signály výrazne slabšie než typický okolitý šum magnetického poľa. Zistil digitálne modulované signály magnetického poľa so silou 1 pikotesla (jedna milióntina sily zemského magnetického poľa) a pri veľmi nízkych frekvenciách pod 1 kilohertz. Modulačné techniky potlačili okolitý šum, napr. z elektrickej rozvodnej siete, čo účinne zvyšuje kapacitu kanála.

Výskumníci tiež vykonali výpočty na odhad komunikačných a lokalizačných limitov. Vývoj kvantového magnetického rádia je len v začiatkoch a zatiaľ nefunguje na veľkú vzdialenosť. Dobrý pomer signálu k šumu bol dosahovaný na desiatky metrov, no doladením niektorých vecí (zvýšením citlivosti snímača, efektívnejším potlačením šumu a efektívnym využívaním šírky pásma snímača) by sa dal rozšíriť na stovky metrov.  Výhľad je teda sľubný.

Zdroj: nist.gov.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Technológie

MASTERCLASSES 2018: Stredoškoláci sa ponoria do časticovej fyziky

19.02.2018 00:00

V najbližších týždňoch stredoškoláci na celom svete navštívia blízke univerzity, aby si v celodennom programe vyskúšali prácu na hrane základného výskumu. Medzinárodné Masterclasses dajú žiakom prílež ...

Technológie 4

Video: Prvé skúšobné lety pasažierskeho dronu Ehang 184. Zvládne hmlu aj tajfún

16.02.2018 00:20

Na CES 2016 pútal veľkú pozornosť návštevníkov dron Ehang 184, ktorý dokáže niesť pasažiera. V týchto dňoch čínsky výrobca dronov Ehang prezentoval videá, ktoré dokazujú, že to s pasažierskym dronom m ...

Technológie

Video: Ako funguje nakupovanie za kryptomeny a bankomat na kryptomeny v Alze

15.02.2018 00:07

Kryptomeny sú jednou z najaktuálnejších a najkontroverznejších tém. Popísalo sa o tom veľa článkov, odznelo veľa diskusných príspevkov a čoraz viac ľudí má s investovaním do kryptomien a nakupovaním z ...

1 Comments

  1. detegovať ??? reakcia na: Kvantové rádio umožní komunikáciu a navigáciu pod vodou aj pod zemou
    22.1.2018 14:01
    "detegovať"? Preco ???
    Toto slove je strasne a mala by sa za jeho pouzivanie davat pokuta!
    Reagovať

Vyhľadávanie

SUSE 2018

Najnovšie videá