היהלום הסגול המיוחד המשמש במכשיר.
קרדיט תמונה: UNSW/ריצ'רד פרימן
צוות חוקרים בנה מכשיר חדש ומלהיב להגברה דרמטית של אותות מיקרוגל. זה נראה כמו מקגאפין מדע בדיוני: הוא משתמש ביהלום סגול בצינור קוורץ החשוף לשדה מגנטי עז. המערכת יוצרת מאסר, המקבילה למיקרוגל של לייזר. הוא משמש להגברת אותות מיקרוגל ורדיו חלשים.
מגברים מאוד שימושיים ולא רק להופעות מוזיקה. עם הטכנולוגיה הנכונה, כל אות יכול להיות ברור יותר. דוגמה לכך היא האותות מה-, שממשיכים לדבר עם כדור הארץ ארבעה עשורים לתוך משימתם, כעת גם אל החלל הבין-כוכבי. המגברים שלהם הם המפתח להוצאת האות, אבל דורשים טמפרטורות קרות מאוד כדי לפעול. החדש, לעומת זאת, עובד בטמפרטורת החדר.
"גלי המיקרו נכנסים למכשיר ואז הספינים בתוך היהלום יוצרים עותקים שלהם, שלמעשה מגבירים את אותות המיקרוגל. באופן אידיאלי, אותות המיקרוגל יוצאים אז הרבה יותר גדולים ועם מעט מאוד רעש מלמעלה", סופר בכיר פרופסור ג'ריד פלא, מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס, אמר ב-aהַצהָרָה.
החוקרים הראו כי ההגדרה יכולה להגביר את האות בפקטור של עד 1,000. ניתן להשתמש בו כדי לקבל נתונים מחלליות אך גם ממקורות פולטים מיקרוגל כמו פולסרים, חורים שחורים וגלקסיות שלמות.
המגבר במעבדה. היהלום הסגול נפגע מלייזר ירוק והוא נמצא בתוך שדה מגנטי.
קרדיט תמונה: UNSW/ריצ'רד פרימן
"נכון לעכשיו, משתמשים במגברים אלקטרוניים כדי לזהות אותות מחללית מרוחקת מאוד כמו וויאג'ר 1 שנמצאת כעת במרחק של יותר מ-15 מיליארד מייל מכדור הארץ, אך עדיין שולחת נתונים", המשיך פלא.
"המגברים האלה מקוררים קריוגני כדי להפחית את מה שמכונה רעש תרמי, שהוא רעש חשמלי אקראי שנוצר על ידי תנועת אלקטרונים ברכיבי המגבר. אחרת, הרעש הזה פשוט יכריע את האותות הנקלטים".
"מגבר ה-maser-state המוצק שלנו מונע את כל הסיבוך והעלות של צורך לקרר הכל לטמפרטורות נמוכות במיוחד והוא גם הרבה יותר קומפקטי".
הצבע הוא לא מסיבות אסתטיות. זה נגרם על ידי פגמים ספציפיים הנקראים מרכזי חנקן (NV), שבהם אטום חנקן מונח במקום אטום פחמן ליד מקום ריק. מערכות ספין אלו, כפי שהן מכונות, מהוות מפתח להגברה. הוספת הרבה מהפגמים הללו (עד לנקודה מסוימת) היא המפתח לטכנולוגיה, ומכאן הסיבה לכך שהיהלום סגול.
"למעשה, אנחנו צריכים להפוך את היהלומים לסגולים יותר", הסביר הסופר הראשי טום דיי. "הצבע הסגול נגרם למעשה מאור אדום הנפלט ממרכזי ה-NV. ביצוע דגימות כהות יותר פירושו יותר מרכזי NV, מה שבסופו של דבר מייצר רמות גבוהות יותר של רווח ורמות נמוכות יותר של רעש והופך את האותות המוגברים לבהירים יותר".
הצוות הצהיר כי ישנם אתגרים להפיכת המכשיר לטוב עוד יותר, אך הוא עשוי להיות זמין מסחרית תוך מספר שנים בלבד.
המחקר פורסם בכתב העתסקירה פיזית X.
