中国科技报 2024年12月24日
[国 际] 新系统将深空信号放大千倍
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澳大利亚新南威尔士大学研究团队成功研制出一种基于紫色钻石的微波激射器系统,该系统可在室温下将深空微波信号放大1000倍,无需像传统设备那样在极低温环境下工作。这项技术利用特殊钻石中的氮空位中心缺陷,通过磁场和强绿激光束激发自旋系统,实现对微波信号的放大。该突破有望在太空探索、雷达等国防应用领域发挥重要作用,增强对微弱信号的检测能力,并预计在未来两到三年内实现商业化。

💎 澳大利亚研究团队利用特殊钻石中的氮空位中心缺陷,开发出一种室温微波激射器,可将微波信号放大1000倍,无需传统设备的低温环境。

🔬 该激射器的工作原理是:在磁场中,利用强绿激光束激发钻石内部的自旋系统,从而实现对微波信号的放大,为深空信号探测提供了新的解决方案。

🚀 这项技术不仅可用于放大来自脉冲星、星系或遥远航天器的信号,助力宇宙探索和基础物理研究,还将在雷达等国防领域发挥重要作用,提高弱信号检测能力。

⏱️ 研究团队表示,目前仍需进一步研究以降低系统噪声,但预计在两到三年内,该技术将有望实现商业化应用。

    科技日报北京12月23日电 (记者刘霞)澳大利亚新南威尔士大学研究团队研制出了一种基于紫色钻石的微波激射器系统,可将来自深空的微波信号放大1000倍。它能在室温下工作,而不像同类设备那样,需置于-269℃的环境中。相关论文发表于最新一期《物理评论X》杂志。

    研究团队表示,这一系统能够放大由脉冲星、星系或遥远航天器发出的信号,有助于更深入地探索宇宙和基础物理学奥秘。

    目前,科学家主要利用电子放大器探测来自旅行者1号等遥远航天器的信号。但这些电子放大器需要低温冷却以减少热噪声。而最新研制出的室温固态微波激射器则无需冷却。

    为打造出这款概念验证微波激射器,研究团队在实验室内培育出一种特殊钻石。这种钻石内部含有氮空位中心缺陷,即氮原子取代了晶体结构内空位旁边的碳原子,从而形成一个自旋系统。当该自旋系统被置于磁场内,并暴露于强绿激光束下时,便能放大入射的微波信号。

    新研制的室温微波激射器不仅有望在太空探索领域大放异彩,还将在雷达等国防应用中发挥重要作用。雷达通过发射电磁信号并接收从物体上反弹回来的信号,得到有关物体位置、速度和大小的信息。因此,能够检测并增强弱信号的设备将具有极高的实用价值。

    研究团队表示仍需进一步研究以降低微波激射器系统噪声。他们预计商业设备或将在两到三年内投入使用。

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