Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA desenvolveu um detector para
O detector PEACOQ consiste em 32 nanofiosapenas 7,5 nm de espessura (cerca de 10.000 vezes mais fino que um fio de cabelo humano). Quando resfriados a uma temperatura ultrabaixa de cerca de 1 K (-272,15 °C), esses fios se tornam supercondutores. Quando um fóton atinge um fio supercondutor, ele é absorvido e cria um ponto quente, que aumenta visivelmente a resistência elétrica do fio. Os pesquisadores usam um computador e um conversor digital para tempo ou domínio do tempo para digital para detectar essas mudanças na resistência e contar os fótons.
Quando o detector mede um fóton, ele emiteum impulso elétrico, e um conversor de tempo digital mede com muita precisão o tempo de chegada desse impulso elétrico com uma resolução de menos de 100 picossegundos, ou 70 milhões de vezes mais rápido que um estalar de dedos.
Ioana Craiciu, coautora do estudo no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA
Para demonstrar o funcionamento do dispositivo,Os pesquisadores resfriaram o detector com um criostato especial para 1 K. Eles usaram uma configuração de teste personalizada para direcionar a luz do criostato para o detector e uma cadeia de componentes eletrônicos para transmitir, amplificar e registrar o sinal de saída do detector do criostato.
Detector PEACOQ. Imagem: Ioana Craiciu et al., Optica
A análise mostrou que o detector detecta fótonscom um comprimento de onda de 1550 nm com uma eficiência de detecção de até 78%. Nesse caso, a taxa de contagem escura é de 158 cps e a taxa máxima excede 1,5 bilhão de cps com uma compressão de 3 dB. Os pesquisadores observam que atualmente não há outro detector que possa contar fótons individuais tão rapidamente com a mesma resolução de tempo.
O desenvolvimento encontrará aplicação em comunicação quântica,acreditam os autores do estudo. Como regra, a informação quântica transmitida é sintonizada com o relógio, com cada pedaço de dado codificado em um fóton. A precisão com que o instrumento mede o tempo de chegada dos fótons ao receptor determina a frequência com que os fótons individuais podem ser enviados e, consequentemente, a rapidez com que as informações são transmitidas.
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