باحثون يطورون أول تلفاز ذري

طور العلماء “تلفزيونًا ذريًا” يستخدم الليزر والسحب الذرية لبث إشارات الفيديو التي تتوافق مع معيار الدقة التقليدي 480i 480 (خط أفقي) ، لكن هذه التقنية الجديدة لم تصل بعد إلى نقطة استخدامها كجزء من الترفيه المنزلي التكنولوجيا قريبا.

يعتمد مفتاح هذه التقنية على وعاء زجاجي يحتوي على ذرات روبيديوم غازية كبيرة يتم تحفيزها بواسطة الليزر ثنائي اللون للتحول إلى ما يُعرف باسم حالة ريدبيرج – وهي حالة تحدث عندما تكون الذرات عند مستوى طاقة مرتفع ، مما يتسبب في تدور الإلكترونات بعيدًا عن النواة.

وهذا بدوره يجعل الذرات أكبر وأكثر تمددًا ، كما يجعلها حساسة للمجالات الكهرومغناطيسية ، بحيث يمكن استخدامها في إشارة تلفزيونية في المستقبل. قام الباحثون بحيلة مماثلة قبل استخدام إشارات الراديو.

قال المهندس الكهربائي كريس هولواي من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا: “لقد توصلنا إلى كيفية إرسال واستقبال مقاطع الفيديو من خلال مستشعرات ريدبيرج الذرية”. قمنا بترميز لعبة فيديو إلى إشارة وتمكنا من فك تشفيرها باستخدام الذرات. يتم بث الإخراج مباشرة إلى التلفزيون.

يتم تحضير السحابة الذرية أولاً باستخدام إشارة الراديو ، ثم يتم قياس تأثيرها على تحولات الطاقة في ذرات ريدبيرج ، وباستخدام هذا القياس كنقطة مرجعية ، يتم أخيرًا إضافة تغذية الفيديو لتعديل الإشارة الأصلية وإرسالها عبر هوائي.

من خلال تحليل شعاع الليزر أثناء مروره عبر الذرات ، يقوم العلماء باستخراج إشارة الفيديو وتحويلها إلى تنسيق مناسب لشاشة. ثم يختبرون الإعداد باستخدام دفق من كاميرا فيديو ووحدة تحكم في ألعاب الفيديو.

لكي تنجح التكنولوجيا ، كان على الفريق تحديد حجم أشعة الليزر بشكل صحيح. مع تغير حجم الشعاع ، يتغير الوقت الذي يقضيه ضوء الليزر في التفاعل مع الذرات ، مما يؤثر على عرض النطاق الترددي لدفق الفيديو.

وكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “يؤثر حجم نصف القطر على متوسط ​​الوقت الذي تبقى فيه الذرات في التفاعل ، وهو ما يتناسب عكسياً مع عرض النطاق الترددي للمستقبل”.

بعد الاختبار ، وجد الفريق أن الحزمة الصغيرة ، التي يقل قطرها عن 100 ميكرومتر ، كانت مثالية لكل من الليزر من حيث سرعة الاستجابة والقدرة على إصدار الألوان. تمكنوا من تحقيق معدلات بيانات مذهلة تصل إلى 100 ميجابت في الثانية.

ويقول الباحثون إن هذه المعدلات يمكن تحسينها في المستقبل. يبدو 480i أقل جودة وفقًا للمعايير الحديثة ويمكن تحسينه باستخدام التكنولوجيا الجديدة المتاحة.

في الوقت الحالي ، يبلغ حجم جهاز الاستقبال الذري حجم طاولة الطعام ، ولكن في المستقبل سيكون من الممكن تصغيره. قد تكون هذه الأجهزة أصغر وأكثر تنوعًا من أجهزة الاستقبال الحالية وأقل تأثراً بالضوضاء المحيطة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام نفس المبادئ في نهاية المطاف مع الزجاج والذرات وكابلات الألياف البصرية القياسية المتاحة تجارياً. تسمح إعادة معايرة الليزر لأجهزة الاستقبال بالتكيف بسرعة مع استقبال إشارات الصوت والفيديو.

قالت الفيزيائية أميتا ديب من جامعة أوتاجو بنيوزيلندا ، والتي لم تشارك في الدراسة ، لمجلة نيو ساينتست: “ليس عليك تغيير المكونات الإلكترونية أو استخدام منافذ مختلفة”.

اقرأ أيضًا:

اكتشف طريقة لجعل الزجاج صلبًا بما يكفي لخدش الماس

لماذا لا تدمر المياه الإلكترونيات والكحول؟

ترجمة: أحمد آدم

تحرير: باسل حميدي