ناسا ترفع حجم الإشارات الفضائية

مكبر صوت جديد يشتمل على مواد فائقة التوصيل

يتكون مكبر الصوت الجديد من مادة فائقة التوصيل (نيتريد التيتانيوم النيوبيوم) ملفوفة في حلزوني مزدوج قطره 16 ملم. (رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)



تريد ناسا تعزيز الإشارة القادمة من النجوم والمجرات والثقوب السوداء مع خفض ضوضاء الخلفية. ابتكرت وكالة الفضاء الأمريكية مضخمًا جديدًا يمكنه تعزيز الإشارات الكهربائية من الكون وربما يساعد في العثور على مفتاح صنع أجهزة الكمبيوتر الكمومية.



تصميم مكبر للصوت مواد فائقة التوصيل يمكنها توصيل الكهرباء دون مقاومة في درجات حرارة شديدة البرودة. استخدم باحثو ناسا نيتريد التيتانيوم ونيتريد التيتانيوم النيوبيوم في أجهزتهم لزيادة حجم الإشارات الكهربائية الضعيفة - إشارات الميكروويف وموجات الراديو والأشعة السينية من الفضاء.

قال جوناس زمويدزيناس ، كبير التقنيين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والفيزيائي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: 'هذا مكبر الصوت سيعيد تعريف ما يمكن قياسه'.



مكبرات الصوت الترانزستور الموجودة داخل مكبرات الصوت في السيارة والتي تعزز الإشارات الخافتة أو القوية أثناء الأجزاء الهادئة أو الصاخبة من الأغاني. لكن مكبرات الصوت هذه تضيف الكثير من الضوضاء في الخلفية عندما تحاول تعزيز إشارة ضعيفة من الأجسام البعيدة في الفضاء.

يمكن للمضخمات البارامترية الأكثر حساسية أن تعزز الإشارات الضعيفة بدون ضوضاء عن طريق إضافة طاقة 'إشارة المضخة'. الجانب السلبي بالنسبة لهم هو أنهم لا يستطيعون العمل على نطاق تردد كبير ولديهم نطاق ديناميكي محدود.

يمثل مكبر الصوت الجديد من وكالة ناسا مضخمًا حدوديًا أفضل بكثير مع نطاق أكبر بـ 10 مرات وتقريباً لا يوجد ضوضاء في الخلفية. يمتد نطاق تردده من بضعة جيجاهيرتز إلى تيراهيرتز (1000 جيجاهرتز) - جيجاهيرتز أكبر بحوالي 10 مرات من إشارات راديو FM التي تبثها محطات الولايات المتحدة.



يمكن للمضخم الجديد أيضًا أن يكشف المزيد عن ميكانيكا الكم - السلوك الغريب للجسيمات على نطاق صغير. بدأ الباحثون للتو في بناء اللبنات الأساسية الضرورية للإبداع أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن يكسر رموز اليوم الأكثر تعقيدًا في يوم واحد فقط.

قال Zmuidzinas: 'من الصعب التنبؤ بما ستؤول إليه جميع التطبيقات ، لكن مكبر الصوت شبه المثالي هو شيء سهل الاستخدام في حقيبة الحيل الخاصة بك'.

نُشرت الورقة الجديدة التي أعدها Zmuidzinas وزملاؤه في عدد 8 يوليو من مجلة Nature Physics.



تابع InnovationNewsDaily على Twitter تضمين التغريدة أو في موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .