Image
3.9.2019 0 Comments

Kvantový radar dokáže identifikovať typ lietadla, ale aj preskenovať ľudské tkanivá

Tím vedcov z rakúskeho Inštitútu vedy a technológie pod vedením Shabira Barzanjeha využil kvantovo prepojené (entanglované) mikrovlny na vytvorenie prvého kvantového radaru na svete. Ich zariadenie dokáže detegovať objekty na diaľku iba pomocou niekoľkých fotónov, takže emituje len málo zistiteľného elektromagnetického žiarenia. Otvára tak vyhliadky na vytvorenie skrytých (stealth) radarových systémov.

Zariadenie je v podstate jednoduché. Vedci vytvorili páry entaglovaných mikrovlnných fotónov pomocou supravodivého zariadenia nazývaného Josephsonov parametrický prevodník. Prvý, tzv. signálny fotón nasmerovali k predmetu záujmu a sledovali odraz. Medzitým uchovávali druhý, tzv. idler (nečinný) fotón na odčítavanie údajov. Keď odraz príde, interferuje s uloženým fotónom, čo umožní odhaliť, akú vzdialenosť prešiel signálny fotón. Výsledok je taký, že kvantový radar získa podrobnú informáciu o zachytenom objekte.

Táto technológia má niekoľko dôležitých výhod oproti klasickým radarom. Tie síce pracujú podobným spôsobom, ale potrebujú väčší počet mikrovlnných fotónov. Je to preto, že horúce objekty v prostredí vyžarujú vlastné mikrovlny. V prostredí s izbovou teplotou predstavuje pozadie okolo 1000 mikrovlnových fotónov, ktoré rušia spätný odraz. Preto radarové systémy používajú výkonné vysielače.

Kvantovo prepojené fotóny tento problém prekonávajú. Signálne a nečinné fotóny sú také podobné, že je ľahké odfiltrovať účinky iných fotónov. Entanglovanie je síce krehká vlastnosť kvantového sveta, no korelácia medzi signálnymi a nečinnými fotónmi je stále dosť silná na to, aby ich odlíšila od šumu v pozadí. Barzanjeh a jeho kolegovia boli schopní detegovať objekt s izbovou teplotou v prostredí s izbovou teplotou iba pomocou niekoľkých entaglovaných fotónov, čo je nemožné dosiahnuť s bežnými fotónmi.

Dnešné radary dokážu veľmi dobre detegovať ciele, ale poskytujú málo detailov. Môžu zistiť objekt, jeho nadmorskú výšku, smer a vzdialenosť, ale inak je to len neforemná škvrna. Preto systémy protivzdušnej obrany musia pracovať aj s inými zariadeniami, aby zistili, či ide o stíhačku, bombardér alebo komerčné civilné lietadlo. Naproti tomu kvantové radary by mohli poskytnúť dostatok detailov na identifikáciu objektu na základe fyzikálnych charakteristík, umožnili by zistiť uhol, ktorý zvierajú krídla lietadla, tvar jeho nosa a počet motorov, hoci zatiaľ len na menšie vzdialenosti.

Ďalšia výhoda kvantových radarov je v tom, že emitujú veľmi málo energie, a preto je ťažké ich odhaliť, čo vo vojenstve znamená taktickú výhodu. No okrem armády sa dá kvantový radar využiť aj v oblasti biomedicíny ako neinvazívna skenovacia metóda, napr. na zobrazovanie ľudských tkanív alebo nedeštruktívnu rotačnú spektroskopiu proteínov.

Výskum bol publikovaný na predtlačovom serveri ArXiv.

Zdroj: technologyreview.compopularmechanics.com.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Žeby adamantium? Nová lesklá a magnetická forma čistého uhlíka oslňuje svojím potenciálom

14.11.2019 00:15

Vedci hovoria, že „šťastná náhoda“ priniesla novú, stabilnú formu čistého uhlíka vyrobenú z lacných surovín. Podobne ako diamant či grafén má tento materiál mimoriadne fyzikálne vlastnosti. Je tvrdší ...

Výskum

Znížením rýchlosti lodí by sa mohli obmedziť emisie skleníkových plynov

12.11.2019 07:30

Podľa novej štúdie  by zníženie rýchlosti lodí mohlo mať priaznivý dosah na ľudí, prírodu a klímu. Zníženie o 20 % by mohlo obmedziť emisie skleníkových plynov, ale aj ďalších znečisťujúcich látok, na ...

Výskum

„Nepotopiteľný kov“ zostáva na vode, aj keď doň urobíte diery

11.11.2019 08:00

Superhydrofóbne materiály, ktoré výborne odpudzujú vodu, môžu byť veľmi užitočné z množstva dôvodov. Môžu zabrániť vytváraniu ľadu na povrchoch, postarať sa o vodotesnosť elektroniky či zefektívnenie ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Brother_300x600

Najnovšie videá