Когда речь идет о драгоценностях, мало кто задумывается об их роли в науке. Однако группа ученых из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) перевернула представление о бриллиантах, разработав технологию, которая обещает усовершенствовать исследование дальнего космоса. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review X.
Команда исследователей под руководством доктора Джаррида Плы создала уникальный мазер, основанный на фиолетовом алмазе. Этот прибор способен в 1000 раз усиливать слабые микроволновые сигналы, исходящие от далеких космических объектов: пульсаров, галактик и даже от зонда «Вояджер-1», находящегося на расстоянии более 24 миллиардов километров от Земли.
«Наши традиционные методы усиления сигналов требуют охлаждения оборудования до экстремальных температур, порядка минус 269 градусов Цельсия, что дорого и сложно в реализации», — пояснил Пла. «Новый мазер работает при комнатной температуре, что значительно упрощает его использование и снижает затраты».
Основой нового мазера является специально созданный в лабораторных условиях алмаз с уникальными дефектами, называемыми азотно-вакансионными (NV) центрами. Эти дефекты образуются, когда атом азота заменяет атом углерода в кристаллической решетке алмаза, создавая уникальную спиновую систему, необходимую для работы прибора.
Когда микроволны попадают в устройство, магнитное поле и зеленый лазер заставляют алмаз вращаться, создавая копии входящего сигнала. В результате усиливается исходный сигнал, делая его намного мощнее и чище.
Алмазные мазеры открывают широкие перспективы не только для изучения космоса. Они также могут существенно повысить эффективность радиолокационных систем, увеличивая их чувствительность и точность обнаружения объектов на больших расстояниях.
«Представьте себе радар, который может различать мельчайшие детали на огромных дистанциях. Это станет возможным благодаря нашей разработке», — подчеркнул Пла.
Исследователи уверены, что коммерческая версия мазера появится в ближайшие годы. Однако впереди еще много работы по улучшению технологии. Одной из главных задач остается снижение уровня шума, создаваемого прибором.
Ведущий автор исследования Том Дэй рассказал о планах по увеличению концентрации NV-спинов в алмазах и оптимизации других компонентов системы.
«Нам нужно сделать бриллианты более фиолетовыми, ведь этот цвет обусловлен красным свечением NV-центров. Больше центров — выше усиление и ниже шум», — объяснил Дэй.
Но создание алмазов с высокой концентрацией дефектов требует решения сложных вопросов материаловедения.
«Если выращивать бриллианты с избыточной плотностью NV-центров, можно столкнуться с другими нежелательными дефектами. Здесь мы сталкиваемся с настоящей задачей для науки о материалах», — заметил Дэй.
| Китайские ученые нашли ключ к вечной молодости? |
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ Наука и технологии Ученые создали технологию на основе алмазов, способную.. 23.12.2024 231
Группа ученых из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) перевернула представление..
Зависимость от телефона: Когда привычка становится проблемой 23.12.2024 Перевернутая чёрная дыра: загадка древней галактики 23.12.2024 Экология Неожиданное открытие: высотки Майами тонут быстрее, чем ожидалось 22.12.2024 365
Недавние исследования показали, что 35 роскошных высоток на побережье Майами-Бич тонут..
Загадочный незнакомец провоцирует ДТП и помогает жертвам 22.12.2024 Древние эмоции: как жители Месопотамии выражали свои чувства? 21.12.2024 Самое популярное Древние цивилизации и археология
Источник: esoreiter.ru
