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    作者:Christopher Holloway 來源: 《AIP進展》 發布時間:2019/7/8 19:59:20
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    科學家用原子感應能力錄制歌曲

    這張用原子接收器錄制的皇后樂隊《在壓力下》的立體聲錄音,顯示了兩種原子同時探測到一首歌的聲樂和器樂部分。 圖片來源:NIST

    這聽起來像是一張老式黑膠唱片,但Chris Holloway實驗室的音樂中獨特的爆裂聲源自原子。位于科羅拉多州博爾德的美國國家標準與技術研究所的研究團隊花了6年時間,找到了一種利用原子直接測量電場的方法,所以誰會責怪他們利用自己的新技術找點樂子呢?

    研究人員討論的原子(里德伯格原子)是被激光激發成高能狀態的原子,其通過可測量的方式對無線電波(一種電場)作出反應。在弄清楚如何利用里德伯格原子測量電場強度后,Holloway介紹說,利用同樣的原子來錄制和回放音樂變得相對簡單。

    “基于原子的天線可能會給我們提供一種更好的方式,在有噪音的情況下接收音頻數據,甚至可能是在深空通信中傳輸的非常微弱的信號。”Holloway介紹說。他在美國物理學聯合會(AIP)出版集團下屬《AIP進展》上描述了這種原子接收機。

    他們將音樂編碼成無線電波,就像手機通話被編碼成無線電波進行傳輸一樣。原子對這些無線電波作出反應,反過來,通過里德伯格原子照射的激光束也會受到影響。這些變化被光電探測器捕捉到。后者將電信號輸入揚聲器或電腦——瞧!原子收音機誕生了。

    研究團隊利用他們的量子系統接收立體聲——兩種原子在兩組不同的激光頻率上分別記錄聲樂和器樂的立體聲。他們選擇了皇后樂隊的單曲《在壓力下》測試系統能否處理Freddie Mercury的寬廣音域。

    “切割立體聲的原因之一是證實接收器能同時接收兩個渠道。這是傳統接收器很難做到的。”Holloway解釋說,雖然目前還處于原子通信早期,但利用這種方法改進通信安全存在很大潛力。

    目前,Holloway團隊正在關注原子無線電。他們試圖確定里德伯格原子能探測到的信號有多弱,以及數據傳輸速度能達到多少。(來源: 中國科學報 徐徐)

    相關論文信息:https://doi.org/10.1063/1.5099036

     
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