Создан новый инструмент для изучения космоса и квантового мира

Исследователи из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА и Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали новый тип усилителя для повышения электрических сигналов. Прибор может быть использован в различных направлениях: изучения звезд, галактик и черных дыр, а также для исследования квантового мира и развития квантовых компьютеров.

«Этот усилитель изменит представления о том, что можно измерить», - говорит Джонас Змуидзинас из Caltech, профессор физики, главный технолог JPL, член исследовательской группы.

Усилитель представляет собой устройство, которое увеличивает силу слабого сигнала. «Усилители играют основную роль в широком спектре научных измерений и электронике в целом», - говорит Питер Дей из Caltech, главный ученый JPL. «Для многих задач имеющиеся усилители достаточно хороши. Но для самых требовательных приложений их не достаточно».

Обычные транзисторные усилители - наподобие динамиков автомобиля - работают для большого диапазона частот. Они также могут повысить сигналы от слабых к сильным, и этот так называемый динамический диапазон позволяет динамикам играть как тихие так и громкие части песни. А в случаях когда необходим очень чувствительный усилитель - например, чтобы повысить слабые высокочастотные радиоволны от далеких галактик - транзисторные усилители, как правило, вводят слишком много шума, в результате чего сигнал становиться более мощным, но менее ясным.

Но исследователи из Caltech и JPL говорят, что их новый усилитель, который является одним из видов параметрических усилителей, сочетает в себе только лучшие черты других устройств. Он работает в диапазоне частот более чем в десять превышающем возможности других сравнительно чувствительных усилителей, может усилить сильные сигналы без искажений и предоставляет почти самое низкое количество неизбежных шумов. В принципе, говорят исследователи, усовершенствование конструкции должно уменьшить этот шум к минимуму. Новая версия усилителя предназначен для работы на частотах от нескольких гигагерц до терагерца (1000 ГГц). Для сравнения, гигагерц примерно в 10 раз больше, чем коммерческие FM-радиосигналы, которые варьируются примерно от 88 до 108 МГц (1 ГГц составляет 1000 МГц).

«Наш новый усилитель способен на все», - сказал Джонас Змуидзинас.

Хотя усилитель имеет множество потенциальных применений, исследователи построили устройство в первую очередь для того, чтобы изучать Вселенную.