Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA ανέπτυξε έναν ανιχνευτή για
Ο ανιχνευτής PEACOQ αποτελείται από 32 νανοσύρματαπάχος μόνο 7,5 nm (περίπου 10.000 φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα). Όταν ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία περίπου 1 K (-272,15 °C), τέτοια σύρματα γίνονται υπεραγώγιμα. Όταν ένα φωτόνιο προσπίπτει σε ένα υπεραγώγιμο σύρμα, απορροφάται και δημιουργεί ένα καυτό σημείο, το οποίο αυξάνει αισθητά την ηλεκτρική αντίσταση του σύρματος. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν έναν υπολογιστή και έναν μετατροπέα ψηφιακού σε χρόνο ή από τομέα χρόνου σε ψηφιακό για να ανιχνεύσουν αυτές τις αλλαγές στην αντίσταση και να μετρήσουν τα φωτόνια.
Όταν ο ανιχνευτής μετρά ένα φωτόνιο, αυτό εξέρχεταιένας ηλεκτρικός παλμός και ένας μετατροπέας ψηφιακού σε χρόνο μετρά με μεγάλη ακρίβεια τον χρόνο άφιξης αυτού του ηλεκτρικού παλμού με ανάλυση μικρότερη από 100 picoseconds, ή 70 εκατομμύρια φορές πιο γρήγορα από ένα χτύπημα των δακτύλων.
Ioana Craiciu, συν-συγγραφέας της μελέτης στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA
Για να δείξετε τη λειτουργία της συσκευής,Οι ερευνητές ψύξαν τον ανιχνευτή με έναν ειδικό κρυοστάτη στο 1 Κ. Χρησιμοποίησαν μια προσαρμοσμένη ρύθμιση δοκιμής για να κατευθύνουν το φως στον κρυοστάτη στον ανιχνευτή και μια αλυσίδα ηλεκτρονικών για να μεταδώσουν, να ενισχύσουν και να καταγράψουν το σήμα εξόδου του ανιχνευτή από τον κρυοστάτη.
Ανιχνευτής PEACOQ. Εικόνα: Ioana Craiciu et al., Optica
Η ανάλυση έδειξε ότι ο ανιχνευτής ανιχνεύει φωτόνιαμε μήκος κύματος 1550 nm με απόδοση ανίχνευσης έως και 78%. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ρυθμός καταμέτρησης σκούρων είναι 158 cps και ο μέγιστος ρυθμός υπερβαίνει τα 1,5 δισεκατομμύρια cps με συμπίεση 3 dB. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει άλλος ανιχνευτής που να μπορεί να μετρήσει μεμονωμένα φωτόνια τόσο γρήγορα με την ίδια χρονική ανάλυση.
Η ανάπτυξη θα βρει εφαρμογή στην κβαντική επικοινωνία,πιστεύουν οι συντάκτες της μελέτης. Κατά κανόνα, οι μεταδιδόμενες κβαντικές πληροφορίες συντονίζονται στο ρολόι, με κάθε τμήμα δεδομένων να κωδικοποιείται σε ένα φωτόνιο. Η ακρίβεια που το όργανο μετρά τον χρόνο άφιξης των φωτονίων στον δέκτη καθορίζει πόσο συχνά μπορούν να σταλούν μεμονωμένα φωτόνια και, κατά συνέπεια, πόσο γρήγορα μεταδίδονται οι πληροφορίες.
Διαβάστε περισσότερα:
Βρέθηκε ένα θραύσμα ενός μυστηριώδους αντικειμένου που χρησιμοποιήθηκε σε μαγικές τελετουργίες
Το πραγματικό "Terminator-2" μετατρέπεται σε υγρό και ρέει μέσα από εμπόδια
Το ξίφος που πιστεύεται ότι είναι ψεύτικο αποδεικνύεται ότι είναι ένα τεχνούργημα 3.000 ετών της Εποχής του Χαλκού